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材料力学复习总结

《材料力学》第五版

刘鸿文主编

第一章绪论

一、材料力学中工程构件应满足的3方面要求是：强度要求、刚度要求和稳定性

要求。

二、强度要求是指构件应有足够的抵抗破坏的能力；刚度要求是指构件应有足够

的抵抗变形的能力；稳定性要求是指构件应有足够的保持原有平衡形态的能

力。

三、材料力学中对可变形固体进行的3个的基本假设是：连续性假设、均匀性假

设和各向同性假设。

第二章轴向拉压

一、轴力图：注意要标明轴力的大小、单位和正负号。

二、轴力正负号的规定：拉伸时的轴力为正，压缩时的轴力为负。注意此规定只

适用于轴力，轴力是内力，不适用于外力。三、轴向拉压时横截面上正应力的计算公式：N F A

σ= 注意正应力有正负号，拉伸时的正应力为正，压缩时的正应力为负。

四、斜截面上的正应力及切应力的计算公式：2cos ασσα=，sin 22αστα=

注意角度α是指斜截面与横截面的夹角。五、轴向拉压时横截面上正应力的强度条件[],max

max N F A σσ=≤

六、利用正应力强度条件可解决的三种问题：1.强度校核[],max

max N F A σσ=≤

一定要有结论 2.设计截面[],max

N F A σ≥ 3.确定许可荷载[],max N F A σ≤

七、线应变l l ε?=没有量纲、泊松比'εμε

=没有量纲且只与材料有关、胡克定律的两种表达形式：E σε=，N F l l EA

?= 注意当杆件伸长时l ?为正，缩短时l ?为负。

八、低碳钢的轴向拉伸实验：会画过程的应力－应变曲线，知道四个阶段及相应

的四个极限应力：弹性阶段（比例极限p σ，弹性极限e σ）、屈服阶段（屈服

极限s σ）、强化阶段（强度极限b σ）和局部变形阶段。

会画低碳钢轴向压缩、铸铁轴向拉伸和压缩时的应力－应变曲线。

九、衡量材料塑性的两个指标：伸长率1100l l l

δ-?=??及断面收缩率1100A A A

?-?=??，工程上把5δ?≥?的材料称为塑性材料。十、卸载定律及冷作硬化：课本第23页。对没有明显屈服极限的塑性材料，如

何来确定其屈服指标？见课本第24页。

十一、重点内容：1.画轴力图；2.利用强度条件解决的三种问题；3.强度校核

之后一定要写出结论，满足强度要求还是不满足强度要求；4.利用胡克定律

N F l l EA

?=求杆的变形量：注意是伸长还是缩短。典型例题及习题：例2.1 例2.5 习题2.1 2.12 2.18

第三章扭转

一、如何根据功率和转速计算作用在轴上的外力偶矩，注意功率、转速和外力偶矩的单位。9549e P M n

= 二、扭矩及扭矩图：利用右手螺旋规则（见课本75页倒数第二段）判断的是扭

矩的正负号而不是外力偶矩的正负号，扭矩是内力而外力偶矩是外力。

三、圆轴在扭转时横截面的切应力分布规律：习题3.2

四、圆轴在扭转时横截面上距圆心为ρ处的切应力的计算公式p

T I ρρτ= 五、对于实心圆轴和空心圆轴极惯性矩和抗扭截面系数的计算公式实心圆：4

32p D I π= 3

16t D W π= 空心圆：()4

4132p D I πα=- ()3

4116t D W πα=- 其中d D

α= 六、轴在扭转时的切应力强度条件[]max max t

T W ττ=≤及解决的3种问题：强度校核（一定要有结论）、设计截面、确定许可荷载。

七、相距为l 的两截面间的相对扭转角p Tl GI ?=

，单位是rad ；单位长度扭转角'p T GI ?=

，单位是/rad m

八、圆轴在扭转时的刚度条件'

'max max 180p T GI ??π

??=?≤??（注意单位：给出的许用单位长度扭转角是度/米还是弧度/米）

九、切应力互等定理及剪切胡克定律：见课本78，79页

十、重点内容：1.画扭矩图；2.强度条件及刚度条件的校核，校核之后一定要

写出结论，满足要求还是不满足要求；3.极惯性矩和抗扭截面系数的计算公

式；4.利用强度条件和刚度条件来设计截面尺寸，最后要选尺寸大的那个。

典型例题及习题：例3.1 例3.4 习题3.1 3.2 3.8 3.13

第四章弯曲内力

一、剪力和弯矩正负号的规定：课本117，118页

二、如何快速利用简便方法来计算任意截面上的剪力和弯矩：

横截面上的剪力在数值上等于左侧或右侧梁段上所有外力的代数和，对于

左侧梁段，向上的外力将产生正值的剪力，向下的外力将产生负值的剪力。对

于右侧梁段，向下的外力将产生正值的剪力，向上的外力将产生负值的剪力。

横截面上的弯矩在数值上等于左侧或右侧梁段上所有外力对该截面形心产

生的力矩的代数和。无论左侧梁段还是右侧梁段，向上的外力均产生正值的弯

矩，向下的外力均产生负值的弯矩；对于左侧梁段，顺时针方向的外力偶将产

生正值的弯矩，逆时针方向的外力偶将产生负值的弯矩。对于右侧梁段，逆时

针的外力偶将产生正值的弯矩，顺时针的外力偶将产生负值的弯矩。

三、利用写剪力方程和弯矩方程的方法来画剪力图和弯矩图

四、用剪力、弯矩、均布荷载三者间的微分关系来画剪力图和弯矩图，利用三者

间的微分关系也可以来检查画的图是否正确。

五、掌握上课时画在黑板上的表，准确判断当外力为不同情况时剪力图和弯矩图

的规律及突变规律。

六、剪力为零的位置弯矩有极值，要把极值弯矩求出来，可利用积分关系来求。

七、重点内容：画剪力图和弯矩图

典型例题及习题：做过的题目

第五章弯曲应力

一、基本概念（见课本139页相关知识）：纯弯曲、横力弯曲、中性层、中性轴

（实际是过形心的形心轴）

二、弯曲时横截面上距中性轴为y 处正应力的计算公式z

My I σ= 正应力正负号的判断：根据变形特征来判断，如果处于受拉部分则为拉应力，

如果处于受压部分则为压应力。

三、弯曲时横截面上正应力的分布规律图：见141页图5.4d 和147页图5.7c

四、正应力强度条件[]max max max max z z

M y M I W σσ==≤及解决的3种问题五、矩形截面、实心圆及空心圆惯性矩z I 及抗弯截面系数z W 的计算公式矩形截面：312z bh I = 26z bh W = 实心圆：4

z D I π= 332z D W π= 空心圆：()4

4164z D I πα=- ()3

4132z D W πα=- 其中d D

α= 六、矩形截面梁切应力的分布规律：2224S

F h y I τ??=- ???见150页图5.10 最大切应力：,max

max 1.5S F bh τ= 七、切应力的强度校核[]*max max max

S z z F S I b ττ=≤ *max z S 是中性轴以下部分截面对中性轴的静矩，b 是中性轴穿过的截面宽度

八、重点内容：利用正应力强度条件解决3种问题，切应力的强度校核

典型例题及习题：例5.3 例5.5 习题5.4 5.5 5.12 5.16 5.17

附录

一、静矩z A S ydA =? y A

S zdA =?，其量纲是长度的三次方。二、形心： 1.不规则图形：_A z

ydA

S y A A ==? _y

A zdA

S z A A ==?

2.规则图形：__i

i i A y y A =∑∑ __i

i i A z z A =∑∑

三、静矩与形心的关系：课本374页

四、惯性矩2y A I z dA =?，2z A I y dA =?，极惯性矩2p A

I dA ρ=?，惯性矩和极惯性矩之间的关系p y z I I I =+ ，各种常用图形惯性矩和极惯性矩的计算见第三

章和第五章有关公式。

五、惯性矩的平行移轴公式2y yc I I a A =+，2z zc I I b A =+，其中yc 轴和zc 轴是图

形的形心轴，a 是两平行轴y 轴和yc 轴之间的距离；b 是两平行轴z 轴和zc

轴之间的距离。

六、重点内容：1.静矩和形心的计算；2.静矩和形心的关系；3.各种常用图形

惯性矩和极惯性矩的计算；4.利用平行移轴公式计算不对称图形的惯性矩。

典型例题及习题：例I.2 例I.3 例I.6 习题I.9b

第六章弯曲变形

一、衡量弯曲变形的两个指标是：挠度和转角（挠度以向上为正，向下为负；转

角以逆时针为正，顺时针为负）

二、挠曲线的近似微分方程是：()''EI M x ω=

三、转角方程：()'EI EI M x dx C θω==+?

挠曲线方程：()EI M x dxdx Cx D ω=++??

四、求积分常数时的边界条件及连续性条件是如何确定的？见课本180页图6.6

和图6.7

五、用叠加法求弯曲变形

六、重点内容：衡量弯曲变形的两个指标、挠曲线的近似微分方程及边界条

件和连续性条件、叠加法的应用。

典型例题及习题：6.10 6.11 6.34 6.36

第七章应力和应变分析强度理论

一、正应力和切应力正负号的规定：正应力以拉伸为正，压缩为负；切应力对单

元体内一点产生的力矩顺时针为正，逆时针为负。α角是指从x 轴到截面的

外法线方向，逆时针为正，顺时针为负。

二、会画轴向拉压、扭转及弯曲时任一点处的应力状态，尤其是对弯曲的情况应

力状态比较复杂，见课本221页图7.8b

三、掌握主平面及主应力的概念，3个主应力的大小顺序：123σσσ≥≥

四、几个主要公式：1. 任意斜截面上的正应力及切应力计算公式

cos 2sin 222x y

x y

xy ασσσσσατα+-=+- sin 2cos 22x y

xy ασστατα-=+

2.最大正应力及最小正应力的计算公式 max min 2x y σσσσ+?=??max σ和min σ实际上是主应力。

3.最大切应力及最小切应力的计算公式

max min ττ?=??4.主平面的方位02tan 2xy

x y τασσ=--，可以求出相差为90度的两个角度0α；如

约定用x σ表示两个正应力中代数值较大的一个，即x y σσ≥，则两个角度0

α中，绝对值较小的一个确定max σ所在的平面。要求：能在单元体上画出主平

面的位置。

五、如何画应力圆？

六、应力圆圆周上的点和单元体上的面存在着一一对应的关系。见课本224页第

二段七、广义胡克定律：()()()111x x y z y y z x z z x y E E E εσμσσεσμσσεσμσσ???=-+???????=-+???????=-+???? xy xy yz yz zx zx G G G τγτγτγ?=???=???=??

当单元体的六个面皆为主平面时，广义胡克定律的表达式见课本238页公式

7.20及公式d ，此时的线应变称为主应变。

八、强度理论及4个相当应力

第一强度理论：最大拉应力理论 11r σσ=

第二强度理论：最大伸长线应变理论 ()2123r σσμσσ=-+

第三强度理论：最大切应力理论 313r σσσ=-

第四强度理论：畸变能密度理论

4r σ= 其中第一、二强度理论适用于脆性材料，第三、四强度理论适用于塑性材料

要求记住四个强度理论的内容及各自的相当应力的表达式。

九、重点内容：1.会画单元体的应力状态2.求任意斜截面上的正应力及切应

力3.由应力状态求主应力的大小、主平面的位置、在单元体上绘出主平面

的位置及主应力的方向、最大切应力。4.广义胡克定律的应用 5.利用强度

理论进行强度的校核

典型例题及习题：例7.3 例7.9 习题7.3 7.4 7.10 7.26 7.36

第八章组合变形

一、轴向拉（压）和弯曲的组合变形

横截面上只有正应力：由轴向拉（压）产生的正应力和由弯曲产生的正应力

二、两相互垂直平面内的弯曲

横截面上只有正应力：由两个不同方向的弯矩产生的正应力

三、弯扭组合

横截面上既有正应力又有切应力，应该先画出单元体上的应力状态，根据

应力状态及上第七章的最大及最小正应力计算公式来计算出3个主应力，再代

入到第三及第四强度理论的相当应力的表达式

3r σ=

4r σ=1适用于弯扭组

合变形 2适用于轴向拉（压）与纯剪切的组合状态

3r z W σ=

4r z

W σ= 这两个公式的适用范围：1适用于弯扭组合变形 2适用于轴向拉（压）与纯剪切的组合状态3适用于圆截面杆，因

为用到了2z t W W =

四、解题思路：1先判断出是哪一种组合变形 2判断出组合变形后分别画出

内力图 3从内力图上来判断哪一个截面是危险截面 4找出危险截面后判

断出哪一个或哪一些点是危险点 5根据危险点做相应的计算

典型例题及习题：课堂上补充的题目，例8.1 习题8.12 8.13

第九章压杆稳定

一、欧拉公式：()

22cr EI F l πμ= 或 22cr E πσλ=，其中惯性矩min I I =。注意当杆的约束形式不同时，长度因数μ的取值。见课本297页表9.1

二、柔度（或长细比）：l

i μλ=无量纲，对于直径为d 实心圆截面，惯性半径4

d i = 三、欧拉公式的适用范围：22cr p E πσσλ=≤

或λ≥

令p λ=则p λλ≥的杆称为大柔度杆，即欧拉公式只适用于大柔度杆。

四、中柔度杆（对于塑性材料）：当s p λλλ≤<时，称为中柔度杆。其中

s s a b

σλ-=，此时cr a b σλ=- ()cr cr F A A a b σλ==- 五、小柔度杆（对于塑性材料）：当s λλ<时，称为小柔度杆，对于小柔度杆不

存在稳定性问题只有强度问题，所以按强度问题处理。 cr s σσ= cr cr s F A A σσ==

六、压杆的稳定性校核：cr cr st F n n F σσ

==≥时，满足稳定性要求，否则不满足稳定性要求。

七、压杆的临界应力总图：见课本302页图9.16

八、重点内容：1.根据不同柔度的杆（大柔度杆、中柔度杆和小柔度杆）来求相应的临界应力及临界力。2. 压杆的稳定性校核。3. 压杆的临界应力总图典型例题及习题：例9.4 习题9.5 9.14 9.15

超静定问题

解题步骤1、选研究对象画受力图，列出静力学平衡方程2、列变形协调方程3、列物理方程

典型例题及习题：做过的题目

第十三章能量法

一、应变能的计算：轴向拉压 22N F l V EA

ε= 或 ()22N l F x V dx EA ε=? 桁架 212n Ni i i i

i F l V E A ε==∑ 扭转 22p T l V GI ε= 或 ()22l p

T x V dx GI ε=? 纯弯曲 22M l V EI ε= 横力弯曲 ()22l M x V dx EI

ε=? 二、卡氏第二定理：梁或刚架 ()()i l i

M x M x dx EI F δ?=?? 桁架 1n Ni i Ni i i i i i F l F E A F δ=?=?∑

三、单位载荷法：

桁架 1n Ni Ni i i i i F F l E A =?=∑

梁或刚架 ()()l M x M x dx EI

?=? 四、重点内容：运用应变能、卡氏第二定理或单位载荷法求相应的位移或转角

典型例题及习题：例13.513.613.713.12习题13.213.313.6 13.913.14

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。（2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法：（1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！）（2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。（1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。（2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座（1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

材料力学重点总结

材料力学阶段总结一、材料力学得一些基本概念 1. 材料力学得任务: 解决安全可靠与经济适用得矛盾。研究对象:杆件强度:抵抗破坏得能力刚度:抵抗变形得能力稳定性:细长压杆不失稳。 2、材料力学中得物性假设连续性:物体内部得各物理量可用连续函数表示。均匀性:构件内各处得力学性能相同。各向同性:物体内各方向力学性能相同。 3、材力与理力得关系, 内力、应力、位移、变形、应变得概念材力与理力:平衡问题,两者相同; 理力:刚体,材力:变形体。内力:附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、与符号规定。应力:正应力、剪应力、一点处得应力。应了解作用截面、作用位置(点)、作用方向、与符号规定。正应力应变:反映杆件得变形程度变形基本形式:拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4、物理关系、本构关系虎克定律;剪切虎克定律: ???? ? ==?=Gr EA Pl l E τεσ夹角的变化。剪切虎克定律：两线段 ——拉伸或压缩。拉压虎克定律：线段的适用条件:应力～应变就是线性关系:材料比例极限以内。 5、材料得力学性能(拉压): 一张σ-ε图,两个塑性指标δ、ψ,三个应力特征点:,四个变化阶段:弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G ,泊松比v , 塑性材料与脆性材料得比较: 安全系数:大于1得系数,使用材料时确定安全性与经济性矛盾得关键。过小,使构件安全性下降;过大,浪费材料。许用应力:极限应力除以安全系数。塑性材料脆性材料 7、材料力学得研究方法

1)所用材料得力学性能:通过实验获得。 2)对构件得力学要求:以实验为基础,运用力学及数学分析方法建立理论,预测理论应用得未来状态。 3)截面法:将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。 8、材料力学中得平面假设寻找应力得分布规律,通过对变形实验得观察、分析、推论确定理论根据。 1) 拉(压)杆得平面假设实验:横截面各点变形相同,则内力均匀分布,即应力处处相等。 2) 圆轴扭转得平面假设实验:圆轴横截面始终保持平面,但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。 3) 纯弯曲梁得平面假设实验:梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁得纵向纤维;正应力成线性分布规律。 9 小变形与叠加原理小变形: ①梁绕曲线得近似微分方程 ②杆件变形前得平衡 ③切线位移近似表示曲线 ④力得独立作用原理叠加原理: ①叠加法求内力 ②叠加法求变形。 10 材料力学中引入与使用得得工程名称及其意义(概念) 1) 荷载:恒载、活载、分布荷载、体积力,面布力,线布力,集中力,集中力偶,极限荷载。 2) 单元体,应力单元体,主应力单元体。 3) 名义剪应力,名义挤压力,单剪切,双剪切。 4) 自由扭转,约束扭转,抗扭截面模量,剪力流。 5) 纯弯曲,平面弯曲,中性层,剪切中心(弯曲中心),主应力迹线,刚架,跨度, 斜弯曲,截面核心,折算弯矩,抗弯截面模量。 6) 相当应力,广义虎克定律,应力圆,极限应力圆。 7) 欧拉临界力,稳定性,压杆稳定性。 8)动荷载,交变应力,疲劳破坏。二、杆件四种基本变形得公式及应用 1、四种基本变形:

材料力学性能复习总结

绪论弹性:指材料在外力作用下保持与恢复固有形状与尺寸得能力。塑性：材料在外力作用下发生不可逆得永久变形得能力。刚度:材料在受力时抵抗弹性变形得能力。强度:材料对变形与断裂得抗力。韧性:指材料在断裂前吸收塑性变形与断裂功得能力。硬度:材料得软硬程度。耐磨性:材料抵抗磨损得能力。寿命:指材料在外力得长期或重复作用下抵抗损伤与失效得能。材料得力学性能得取决因素:内因——化学成分、组织结构、残余应力、表面与内部得缺陷等;外因——载荷得性质、应力状态、工作温度、环境介质等条件得变化。第一章材料在单向静拉伸载荷下得力学性能 1、1 拉伸力—伸长曲线与应力—应变曲线应力—应变曲线退火低碳钢在拉伸力作用下得力学行为可分为弹性变形、不均匀屈服塑性变形、均匀塑性变形与不均匀集中塑性变形与断裂几个阶段。弹性变形阶段:曲线得起始部分，图中得oa段。多数情况下呈直线形式，符合虎克定律。屈服阶段:超出弹性变形范围之后，有得材料在塑性变形初期产生明显得塑性流动。此时，在外力不增加或增加很小或略有降低得情况下,变形继续产生，拉伸图上出现平台或呈锯齿状，如图中得aｂ段。均匀塑性变形阶段:屈服后，欲继续变形，必须不断增加载荷，此阶段得变形就是均匀得，直到曲退火低碳钢应力—应变曲线线达到最高点，均匀变形结束,如图中得bc段。不均匀塑性变形阶段:从试样承受得最大应力点开始直到断裂点为止,如图中得cd段。在此阶段，随变形增大,载荷不断下降,产生大量不均匀变形,且集中在颈缩处,最后载荷达到断裂载荷时,试样断裂。弹性模量E:应力—应变曲线与横轴夹角得大小表示材料对弹性变形得抗力，用弹性模量E表

材料力学必备知识点

10、应力集中：因杆件外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象 11、扭转变形：在杆件的两端各作用一个力偶，其力偶矩大小相等、转向相反且作用平面垂直于杆件轴线，致使杆件的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动。12、翘曲：变形后杆的横截面已不再保持为平面；自由扭转：等直杆两端受扭转力偶作用且翘曲不受任何限制；约束扭转：横截面上除切应力外还有正应力 13、三种形式的梁：简支梁、外伸梁、悬臂梁 14、组合变形：由两种或两种以上基本变形组合的变形 15、截面核心：对每一个截面，环绕形心都有一个封闭区域，当压力作用于这一封闭区域内时，截面上只有压应力。 16、根据强度条件可以进行（强度校核、设计截面、确定许可载荷）三方面的强度计算。 17、低碳钢材料由于冷作硬化，会使（比例极限）提高，而使（塑性）降低。 18、积分法求梁的挠曲线方程时，通常用到边界条件和连续性条件；因杆件外形突然变化引起的局部应力急剧增大的现象称为应力集中；轴向受压直杆丧失其直线平衡形态的现象称为失稳 19、圆杆扭转时，根据（切应力互等定理），其纵向截

材料力学重点总结-材料力学重点

材料力学阶段总结一.材料力学的一些基本概念 1.材料力学的任务：解决安全可靠与经济适用的矛盾。研究对象：杆件强度：抵抗破坏的能力刚度：抵抗变形的能力稳定性：细长压杆不失稳。 2.材料力学中的物性假设连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。均匀性：构件内各处的力学性能相同。各向同性：物体内各方向力学性能相同。 3.材力与理力的关系 , 内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力：平衡问题，两者相同；理力：刚体，材力：变形体。内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置（点）、作用方向、和符号规定。压应力正应力拉应力线应变应变：反映杆件的变形程度角应变变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4.物理关系、本构关系虎克定律；剪切虎克定律：拉压虎克定律：线段的拉伸或压缩。 E —— Pl l EA 剪切虎克定律：两线段夹角的变化。Gr 适用条件：应力～应变是线性关系：材料比例极限以内。 5.材料的力学性能（拉压）：一张σ - ε图，两个塑性指标δ 、ψ ，三个应力特征点：p、s、b，四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。拉压弹性模量，剪切弹性模量，泊松比 v ， G E （V） E G 2 1 塑性材料与脆性材料的比较：变形强度抗冲击应力集中

塑性材料流动、断裂变形明显较好地承受冲击、振动不敏感拉压s 的基本相同脆性无流动、脆断仅适用承压非常敏感 6.安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数：大于 1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。过小，使构件安全性下降；过大，浪费材料。许用应力：极限应力除以安全系数。 s0 塑性材料 s n s b 脆性材料0b n b 7.材料力学的研究方法 1)所用材料的力学性能：通过实验获得。 2)对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理论，预测理论应用的未来状态。 3)截面法：将内力转化成“外力” 。运用力学原理分析计算。 8.材料力学中的平面假设寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。 1)拉（压）杆的平面假设实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。 2)圆轴扭转的平面假设实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。 3)纯弯曲梁的平面假设实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维；正应力成线性分布规律。 9小变形和叠加原理小变形： ①梁绕曲线的近似微分方程 ② 杆件变形前的平衡 ③ 切线位移近似表示曲线 ④ 力的独立作用原理叠加原理： ① 叠加法求内力 ② 叠加法求变形。 10材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义（概念） 1)荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力，集中力偶，极限荷载。 2)单元体，应力单元体，主应力单元体。

材料力学性能重点总结

名词解释： 1加工硬化：试样发生均匀塑性变形，欲继续变形则必须不断增加载荷，这种随着随性变形的增大形变抗力不断增大的现象叫加工硬化。 2弹性比功：表示金属材料吸收弹性变形功的能力。 3滞弹性：在弹性范围内快速加载或卸载后，随着时间延长产生附加弹性应变的现象。 4包申格效应：金属材料通过预先加载产生少量塑性变形（残余应变小于1%-4%），而后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。 5塑性：金属材料断裂前发生塑性变形的能力。常见塑性变形方式：滑移和孪生 6弹性极限：以规定某一少量的残留变形为标准，对应此残留变形的应力。 7比例极限：应力与应变保持正比关系的应力最高限。 8屈服强度：以规定发生一定的残留变形为标准，如通常以0.2%的残留变形的应力作为屈服强度。 9韧性断裂是材料断裂前发生产生明显的宏观塑性变形的断裂，这种断裂有一个缓慢的断裂过程，在裂纹扩展过程中不断的消耗能量。韧性断裂的断裂面一般平行于最大切应力并于主应力成45度角。 10脆性断裂是突然发生的断裂，断裂前基本上不发生塑形变形，没有明显征兆，危害性很大。断裂面一般与主应力垂直，端口平齐而光亮，常呈放射状或结晶状。 11剪切断裂是金属材料在切应力作用下，沿着滑移面分离而造成的断裂，又分滑断和微孔聚集性断裂。 12解理断裂：是金属材料在一定条件下，当外加正应力达到一定数值后，以极快速率沿一定晶体学平面产生的穿晶断裂，总是脆性断裂。 13缺口效应：由于缺口的存在，在静载荷作用下，缺口截面上的应力状态发生变化，产生所谓缺口效应“ ①缺口引起应力集中，并改变了缺口应力状态，使得缺口试样或机件中所受的应力由原来的单向应力状态改变为两向或者三向应力状态。 ②缺口使得材料的强度提高，塑性降低，增大材料产生脆断的倾向。 8缺口敏感度：有缺口强度的抗拉强度Z bm与等截面尺寸光滑试样的抗拉强度Zb的比值. NSR=Z bn / Z S NSR越大缺口敏感度越小 9冲击韧性：Ak除以冲击式样缺口底部截面积所得之商 10冲击吸收功：式样变形和断裂所消耗的功，称为冲击吸收功以Ak表示，单位J 11低温脆性：一些具有体心立方晶格或某些秘排立方晶格的金属，当温度降低到、某一温度时，会由韧性状态变为脆性状态，冲击吸收功明显下降，断裂机理由微孔聚集变为穿晶解理，断口特征由纤维状变为结晶状，这种现象称为低温脆性 12脆性转变温度：当温度降低时，材料屈服强度急剧增加，而塑形和冲击吸收功急剧减小。材料屈服强度急剧升高的温度，或断后延伸率，断后收缩率，冲击吸收功急剧减小的温度就是韧脆转变温度tk，tk是一个温度区间 16应力场强度因子KI :表示应力场的强弱程度，对于某一确定的点的大小直接影响应力场的大小，KI越大，则应力场各应力分量也越大 17应力腐蚀：金属在拉应力和特定的化学介质共同作用下，经过一段时间后产生的低应力脆断现象第一章 3?金属的弹性模量主要取决于什么因素？为什么说它是一个对组织不敏感的力学性能指标？答：由于弹性变形时原子间距在外力作用下可逆变化的结果，应力与应变关系实际上是原子

材料力学主要知识点归纳

材料力学主要知识点一、基本概念 1、构件正常工作的要求：强度、刚度、稳定性。 2、可变形固体的两个基本假设：连续性假设、均匀性假设。另外对于常用工程材料（如钢材），还有各向同性假设。 3、什么是应力、正应力、切应力、线应变、切应变。杆件截面上的分布内力集度，称为应力。应力的法向分量σ称为正应力，切向分量τ称为切应力。杆件单位长度的伸长（或缩短），称为线应变；单元体直角的改变量称为切应变。 4、低碳钢工作段的伸长量与荷载间的关系可分为以下四个阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段。 5、应力集中：由于杆件截面骤然变化（或几何外形局部不规则）而引起的局部应力骤增现象，称为应力集中。 6、强度理论及其相当应力（详见材料力学ⅠP229）。 7、截面几何性质 A 、截面的静矩及形心 ①对x 轴静矩?=A x ydA S ，对y 轴静矩?=A y xdA S ②截面对于某一轴的静矩为0，则该轴必通过截面的形心；反之亦然。 B 、极惯性矩、惯性矩、惯性积、惯性半径 ① 极惯性矩：?=A P dA I 2ρ ② 对x 轴惯性矩：?= A x dA y I 2，对y 轴惯性矩：?=A y dA x I 2 ③ 惯性积：?=A xy xydA I ④ 惯性半径：A I i x x =，A I i y y =。 C 、平行移轴公式： ① 基本公式：A a aS I I xc xc x 22++=；A b bS I I yc yc y 22++= ；a 为x c 轴距x 轴距离，b 为y c 距y 轴距离。 ② 原坐标系通过截面形心时A a I I xc x 2+=；A b I I yc y 2+=；a 为截面形心距x 轴距离， b 为截面形心距y 轴距离。二、杆件变形的基本形式 1、轴向拉伸或轴向压缩： A 、应力公式 A F = σ B 、杆件伸长量EA F N l l =?，E 为弹性模量。

材料力学性能-考前复习总结(前三章)

金属材料的力学性能指标是表示其在力或能量载荷作用下（环境）变形和断裂的某些力学参量的临界值或规定值。材料的安全性指标：韧脆转变温度Tk；延伸率；断面收缩率；冲击功Ak；缺口敏感性NSR 材料常规力学性能的五大指标：屈服强度；抗拉强度；延伸率；断面收缩率；冲击功Ak；硬度；断裂韧性第一章单向静拉伸力学性能应力和应变：条件应力条件应变 = 真应力真应变应力应变状态：可在受力机件任一点选一六面体，有九组应力，其中六个独立分量。其中必有一主平面，切应力为零，只有主应力，且，满足胡克定律。应力软性系数：最大切应力与最大正应力的相对大小。 1 弹变1）弹性比功：金属材料吸收弹性变形功的能力，一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。ae=1/2σeεe=σe2/2E。取决于E和弹性极限，弹簧用于减震和储能驱动，应有较高的弹性比功和良好弹性。需通过合金强化及组织控制提高弹性极限。 2）弹性不完整性：纯弹性体的弹性变形只与载荷大小有关，而与加载方向及加载时间无关，但对实际金属而言，与这些因素均有关系。 ①滞弹性：金属材料在弹性范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加弹性应变的现象称为滞弹性，也就是应变落后于应力的现象。与材料成分、组织及试验条件有关，组织约不均匀，温度升高，切应力越大，滞弹性越明显。金属中点缺陷的移动，长时间回火消除。弹性滞后环：由于实际金属有滞弹性，因此在弹性区内单向快速加载、卸载时，加载线与卸载线不重合，形成一封闭回路。吸收变形功循环韧性：金属材料在交变载荷下吸收不可逆变形功的能力（塑性区加载，塑性滞后环），也叫内耗（弹性区加载），或消震性。 ②包申格效应：定义：金属材料经过预先加载产生少量塑性变形，卸载后再同向加载，规定残余伸长应力增加；反向加载，规定残余伸长应力降低的现象。（反向加载时弹性极限或屈服强度降低的现象。特别是弹性极限在反向加载时几乎下降到零，这说明在反向加载时塑性变形立即开始了）解释：与位错运动所受阻力有关，在某滑移面上运动位错遇位错林而使其弯曲，密度增大，形成位错缠结或胞状组织，相对稳定。卸载后同向拉伸，位错线不能显著运动。但反向载荷使得位错做反向运动，阻碍

材料力学论文学习心得

《集中力作用下深梁弯剪耦合变形应力计算方法》学习心得背景深梁是工程中常见的的结构，其跨高比一般介于3~8之间。当梁上作用集中力时，既有弯矩又有剪力即横力弯曲，出现弯剪耦合现象。由于剪力的存在，梁的横截面上会出现翘曲现象，并且与中性层平行的截面上出现挤压应力。跨高比小于5的梁在应用细长梁的纯弯曲理论及假设计算时，误差会随跨高比的减小而迅速增大。对这种深梁而言，细长梁理论就不适用了。深梁应力计算主要影响因素有截面形状、支座约束、跨高比，究其原因是集中力作用下发生弯曲变形时，平面假设和纵向纤维相互不挤压的假设与实际相差太大。原理文章只研究两端简支和两端固支时，集中载荷作用在跨中时的横力弯曲的问题，以矩形截面为例，然后推广至工字形截面。模型简化：在深梁跨中施加集中力F ；当深梁为简支时，两端只有集中反力R 的作用；当深梁为固支时，梁两端受到剪力和弯矩的共同作用。当深梁受有集中力时，由于跨度小，梁高大，其跨中截面的挠度较小。故以力的作用点为圆心的区域内按一半平面考虑应力分布。根据弹性力学半平面体在边界上受集中力作用时，应力计算方法得出深梁内的应力分布。由弹性力学半平面模型可得到图1所示载荷下应力表达式。 ?x =? 2F πx 2y (x 2+y 2)2 (1) 在梁两端集中反力作用下，梁内也会产生应力场，按照叠加原理，梁内应力由这三个力产生的应力场叠加而得。为方便将这三个应力叠加在一起，文章采用了坐标变换，变换方式坐标轴以图2为基准。坐标变换公式如下：对于集中力F 产生的应力场，有如下坐标变换：

x F=x?l 2 y F=y?? 2 (2) 对于集中反力R1产生的应力场，有如下坐标变换： x R 1 =?x y R 1=?y+? 2 (3) 对于集中反力R2产生的应力场，有如下坐标变换：x R 2 =l?x y R 2=?y+? 2 (4) 将（2）、（3）、（4）式代入到（1）中，由平衡原理知R1=R2=F 2 ，可得到叠加后应力表达式： ?x=2F π x?l 2 2 (y+? 2 ) ( x?l 2 2 + y+? 2 2 )2 ? F π x2 ?y+? 2 x2+ ?y+? 2 22 ? F π l?x2 ?y+? 2 l?x2+ ?y+? 2 22 (5) 梁在集中力作用下，不仅引起剪力，还会产生弯矩，因此需要考虑弯矩剪力共同作用产生的应力。再将材料力学梁受弯矩作用下的应力公式代入叠加到（5）式中，可得弯剪共同作用下的应力表达式： ?x=My I + 2F π x?l 2 2 (y+? 2 ) ( x?l 2 2 + y+? 2 2 )2 ? F π x2 ?y+? 2 x2+ ?y+? 2 22 ? F π l?x2 ?y+? 2 l?x2+ ?y+? 2 22 (6) 分析对（6）式所得结果进行无量纲化分析，定义剪跨比η=x l (0<η<1)，跨高比α=l ?，和y值的无量纲值ξ=y ?/2 。将其代入（6）得到 ?x=My I +F 2π? {2α 2 η+1 2 2 (ξ+1) α2 η+1 2 +1ξ+12 2 ?α2η2?ξ+1 α2η2+1 4 ?ξ+12 2 ?α2(1?η)2?ξ+1 α21?η2+1 4 ?ξ+12 2 }（7）再将大括号中的表达式用λ表达得到?x=My I +Fλ 2π? 。为材料力学解加一个修正项。为比较材料力学和修正项的比例又引入无量纲翘曲应力λ?=Fλ 2π? I My 。得到无量纲弯曲正应力表达式：

材料力学性能总结材料

材料力学性能：材料在各种外力作用下抵抗变形和断裂的能力。屈服现象：外力不增加，试样仍然继续伸长，或外力增加到一定数值时突然下降，随后在外力不增加或上下波动情况下，试样继续伸长变形。屈服过程：在上屈服点，吕德斯带形成；在下屈服点，吕德斯带扩展；当吕德斯带扫过整个试样时，屈服伸长结束。屈服变形机制：位错运动与增殖的结果。屈服强度：开始产生塑性变形的最小应力。屈服判据：屈雷斯加最大切应力理论：在复杂应力状态下，当最大切应力达到或超过相同金属材料的拉伸屈服强度时产生屈服。米赛斯畸变能判据：在复杂应力状态下，当比畸变能等于或超过相同金属材料在单向拉伸屈服时的比畸变能时，将产生屈服。消除办法：加入少量能夺取固溶体合金中溶质原子的物质，使之形成稳定化合物的元素；通过预变形，使柯氏气团被破坏。影响因素： 1.因： a)金属本性及晶格类型：金属本性及晶格类型不同，位错运动所受的阻力不同。 b)晶粒大小和亚结构：减小晶粒尺寸将使屈服强度提高。 c)溶质元素：固溶强化。 d)第二相 2.外因：温度(-)；应变速率(+)；应力状态。第二相强化(沉淀强化+弥散强化)：通过第二相阻碍位错运动实现的强化。

强化效果：在第二相体积比相同的情况下，第二相质点尺寸越小，强度越高，强化效果越好；在第二相体积比相同的情况下，长形质点的强化效果比球形质点的强化效果好；第二相数量越多，强化效果越好。细晶强化：通过减小晶粒尺寸增加位错运动障碍的数目(阻力大)，减小晶粒位错塞积群的长度(应力小)，从而使屈服强度提高的方法。同时提高塑性及韧性的机理：晶粒越细，变形分散在更多的晶粒进行，变形较均匀，且每个晶粒中塞积的位错少，因应力集中引起的开裂机会较少，有可能在断裂之前承受较大的变形量，即表现出较高的塑性。细晶粒金属中，裂纹不易萌生（应力集中少），也不易传播（晶界曲折多），因而在断裂过程中吸收了更多能量，表现出较高的韧性。固溶强化：在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金，将显著提高屈服强度。原因：溶质原子与位错的弹性相互作用，使溶质原子扩散到位错周围，形成柯氏气团；柯氏气团钉扎位错，提高位错运动阻力。强化效果：间隙固溶体的强化效果大于置换固溶体；溶质和溶剂原子尺寸差越大，强化效果越好；溶质浓度越大，强化效果越好。应变硬化(形变强化)：金属材料塑性变形过程中所需要的外力不断增大，表明金属材料有一种阻止继续塑性变形的能力。原因：塑性变形过程中，位错不断增殖，运动受阻所致。断裂韧度：临界或失稳状态下的应力场强度因子的大小。塑性变形：作用在物体上的外力取消后，物体的变形不完全恢复而产生的永久变形。 1.单晶体：滑移+孪生；

(完整版)材料力学必备知识点

材料力学必备知识点 1、材料力学的任务：满足强度、刚度和稳定性要求的前提下，为设计既经济又安全的构件，提供必要的理论基础和计算方法。 2、变形固体的基本假设：连续性假设、均匀性假设、各向同性假设。 3、杆件变形的基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4、低碳钢：含碳量在0.3%以下的碳素钢。 5、低碳钢拉伸时的力学性能：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、局部变形阶段极限：比例极限、弹性极限、屈服极限、强化极限 6、名义（条件）屈服极限：将产生0.2%塑性应变时的应力作为屈服指标 7、延伸率δ是衡量材料的塑性指标塑性材料随外力解除而消失的变形叫弹性变形；外力解除后不能消失的变形叫塑性变形。 >5%的材料称为塑性材料： <5%的材料称为脆性材料 8、失效：断裂和出现塑性变形统称为失效 9、应变能：弹性固体在外力作用下，因变形而储存的能量 10、应力集中：因杆件外形突然变化而引起的局部应力急剧增大的现象 11、扭转变形：在杆件的两端各作用一个力偶，其力偶矩大小相等、转向相反且作用平面垂直于杆件轴线，致使杆件的任意两个横截面都发生绕轴线的相对转动。 12、翘曲：变形后杆的横截面已不再保持为平面；自由扭转：等直杆两端受扭转力偶作用且翘曲不受任何限制；约束扭转：横截面上除切应力外还有正应力 13、三种形式的梁：简支梁、外伸梁、悬臂梁 14、组合变形：由两种或两种以上基本变形组合的变形 15、截面核心：对每一个截面，环绕形心都有一个封闭区域，当压力作用于这一封闭区域内时，截面上只有压应力。 16、根据强度条件可以进行（强度校核、设计截面、确定许可载荷）三方面的强度计算。 17、低碳钢材料由于冷作硬化，会使（比例极限）提高，而使（塑性）降低。 18、积分法求梁的挠曲线方程时，通常用到边界条件和连续性条件；因杆件外形突然变化引起的局部应力急剧增大的现象称为应力集中；轴向受压直杆丧失其直线平衡形态的现象称为失稳 19、圆杆扭转时，根据（切应力互等定理），其纵向截面上也存在切应力。 20、组合图形对某一轴的静矩等于（各组成图形对同一轴静矩）的代数和。 21、图形对于若干相互平行轴的惯性矩中，其中数值最小的是对（距形心最近的）轴的惯性矩。 22、当简支梁只受集中力和集中力偶作用时，则最大剪力必发生在（集中力作用面的一侧）。 23、应用公式z My I σ=时，必须满足的两个条件是（各向同性的线弹性材料）和小变形。 24、一点的应力状态是该点（所有截面上的应力情况）。在平面应力状态下，单元体相互垂直平面上的正应力之和等于（常数）。 25、强度理论是（关于材料破坏原因）的假说。在复杂应力状态下，应根据（危险点的应力状态和材料性质等因素）选择合适的强度理论。 26、强度是指构件抵抗破坏的能力；刚度是指构件抵抗变形的能力；稳定性是指构件维持其原有的平衡状态的能力。 27、弹性模量E 是衡量材料抵抗弹性变形能力的指标。 28、使材料丧失正常工作能力的应力，称为极限应力

材料力学总结Ⅱ(乱序,建议最后阶段复习)

材料力学阶段总结一.材料力学的一些基本概念 1. 材料力学的任务：解决安全可靠与经济适用的矛盾。研究对象：杆件强度：抵抗破坏的能力刚度：抵抗变形的能力稳定性：细长压杆不失稳。 2. 材料力学中的物性假设连续性：物体内部的各物理量可用连续函数表示。均匀性：构件内各处的力学性能相同。各向同性：物体内各方向力学性能相同。 3. 材力与理力的关系，内力、应力、位移、变形、应变的概念材力与理力：平衡问题，两者相同；理力：刚体，材力：变形体。内力：附加内力。应指明作用位置、作用截面、作用方向、和符号规定。应力：正应力、剪应力、一点处的应力。应了解作用截面、作用位置（点）、作用方向、和符号规定。变形基本形式：拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。 4. 物理关系、本构关系虎克定律；剪切虎克定律：拉压虎克定律：线段的拉伸或压缩。 E ——I 巴 EA 剪切虎克定律：两线段夹角的变化。 Gr 适用条件：应力?应变是线性关系：材料比例极限以内。 5. 材料的力学性能（拉压）：一张C - &图，两个塑性指标3、书,三个应力特征点： p 、 s 、 b ，四个变化阶段：弹性阶段、屈服阶段、强化阶段、颈缩阶段。拉压弹性模量E ,剪切弹性模量G,泊松比v ， G E 2(1 V ) 正应力压应力拉应力应变：反映杆件的变形程度线应变角应变

6. 安全系数、许用应力、工作应力、应力集中系数安全系数：大于1的系数，使用材料时确定安全性与经济性矛盾的关键。过小，使构件安全性下降；过大，浪费材料。许用应力：极限应力除以安全系数。脆性材料 7. 材料力学的研究方法 1）所用材料的力学性能：通过实验获得。 2）对构件的力学要求：以实验为基础，运用力学及数学分析方法建立理论，预测理论应用的未来状态。 3）截面法：将内力转化成“外力”。运用力学原理分析计算。 8. 材料力学中的平面假设寻找应力的分布规律，通过对变形实验的观察、分析、推论确定理论根据。 1）拉（压）杆的平面假设实验：横截面各点变形相同，则内力均匀分布，即应力处处相等。 2）圆轴扭转的平面假设实验：圆轴横截面始终保持平面，但刚性地绕轴线转过一个角度。横截面上正应力为零。 3）纯弯曲梁的平面假设实验：梁横截面在变形后仍然保持为平面且垂直于梁的纵向纤维；正应力成线性分布规律。 9小变形和叠加原理小变形： ① 梁绕曲线的近似微分方程 ② 杆件变形前的平衡 ③ 切线位移近似表示曲线 ④ 力的独立作用原理叠加原理： ① 叠加法求内力 ② 叠加法求变形。 10材料力学中引入和使用的的工程名称及其意义（概念） 1）荷载：恒载、活载、分布荷载、体积力，面布力，线布力，集中力, 集中力偶，极限荷载。 2）单元体，应力单元体，主应力单元体。 3）名义剪应力，名义挤压力，单剪切，双剪切。 4）自由扭转，约束扭转，抗扭截面模量，剪力流。塑性材料 n s n b

材料力学知识点总结

材料力学总结一、基本变形

二、还有：（1）外力偶矩：)(9549 m N n N m ?= N —千瓦；n —转/分（2）薄壁圆管扭转剪应力：t r T 22πτ= （3）矩形截面杆扭转剪应力：h b G T h b T 32max ;β?ατ= = 三、截面几何性质（1）平行移轴公式：;2A a I I ZC Z += abA I I c c Y Z YZ += （2）组合截面： 1．形心：∑∑=== n i i n i ci i c A y A y 1 1 ； ∑∑=== n i i n i ci i c A z A z 1 1 2．静矩：∑=ci i Z y A S ； ∑=ci i y z A S 3. 惯性矩：∑=i Z Z I I )( ；∑=i y y I I )( 四、应力分析：（1）二向应力状态（解析法、图解法） a ．解析法： b.应力圆：：拉为“+”，压为“-” ：使单元体顺时针转动为“+” ：从x 轴逆时针转到截面的法线为“+” α τασσσσσα2sin 2cos 2 2 x y x y x --+ += x y στα

ατασστα2cos 2sin 2 x y x +-= y x x tg σστα-- =220 22 min max 22 x y x y x τσσσσσ+??? ? ? ?-±+= c ：适用条件：平衡状态 (2)三向应力圆： 1max σσ=； 3min σσ=；2 3 1max σστ-= （3）广义虎克定律： [])(1 3211σσνσε+-= E [] )(1z y x x E σσνσε+-= [])(11322σσνσε+-=E [] )(1 x z y y E σσνσε+-= [])(12133σσνσε+-=E [] )(1 y x z z E σσνσε+-= *适用条件：各向同性材料；材料服从虎克定律（4）常用的二向应力状态 1．纯剪切应力状态： τσ=1 ，02=σ，τσ-=3 2．一种常见的二向应力状态： 22 3122τσσ σ+?? ? ??±= 2 234τσσ+=r x σ

材料力学性能总结

材料力学性能:材料在各种外力作用下抵抗变形与断裂得能力。屈服现象:外力不增加,试样仍然继续伸长,或外力增加到一定数值时突然下降,随后在外力不增加或上下波动情况下,试样继续伸长变形。屈服过程:在上屈服点,吕德斯带形成;在下屈服点,吕德斯带扩展;当吕德斯带扫过整个试样时,屈服伸长结束。屈服变形机制:位错运动与增殖得结果。屈服强度:开始产生塑性变形得最小应力。屈服判据: 屈雷斯加最大切应力理论:在复杂应力状态下，当最大切应力达到或超过相同金属材料得拉伸屈服强度时产生屈服。米赛斯畸变能判据:在复杂应力状态下,当比畸变能等于或超过相同金属材料在单向拉伸屈服时得比畸变能时,将产生屈服。消除办法：加入少量能夺取固溶体合金中溶质原子得物质,使之形成稳定化合物得元素; 通过预变形，使柯氏气团被破坏。影响因素: 1.内因： a)金属本性及晶格类型：金属本性及晶格类型不同,位错运动所受得阻力不同。 b)晶粒大小与亚结构:减小晶粒尺寸将使屈服强度提高。 c)溶质元素：固溶强化。 d)第二相 2.外因:温度(-);应变速率(+);应力状态。第二相强化（沉淀强化+弥散强化):通过第二相阻碍位错运动实现得强化。强化效果: 在第二相体积比相同得情况下，第二相质点尺寸越小,强度越高，强化效果越好; 在第二相体积比相同得情况下，长形质点得强化效果比球形质点得强化效果好; 第二相数量越多，强化效果越好。细晶强化:通过减小晶粒尺寸增加位错运动障碍得数目(阻力大）,减小晶粒内位错塞积群得长度(应力小),从而使屈服强度提高得方法。同时提高塑性及韧性得机理：晶粒越细,变形分散在更多得晶粒内进行，变形较均匀,且每个晶粒中塞积得位错少,因应力集中引起得开裂机会较少,有可能在断裂之前承受较大得变形量，即表现出较高得塑性。细晶粒金属中,裂纹不易萌生（应力集中少）,也不易传播(晶界曲折多),因而在断裂过程中吸收了更多能量,表现出较高得韧性。固溶强化：在纯金属中加入溶质原子形成固溶合金，将显著提高屈服强度。原因:溶质原子与位错得弹性相互作用,使溶质原子扩散到位错周围,形成柯氏气团；柯氏气团钉扎位错，提高位错运动阻力。强化效果:间隙固溶体得强化效果大于置换固溶体;溶质与溶剂原子尺寸差越大,强化效果越好;溶质浓度越大,强化效果越好。应变硬化（形变强化):金属材料塑性变形过程中所需要得外力不断增大,表明金属材料有一种阻止继续塑性变形得能力。原因:塑性变形过程中,位错不断增殖，运动受阻所致。断裂韧度:临界或失稳状态下得应力场强度因子得大小。塑性变形：作用在物体上得外力取消后，物体得变形不完全恢复而产生得永久变形。

材料力学知识点归纳总结(完整版)

材料力学知识点归纳总结（完整版） 1.材料力学：研究构件（杆件）在外力作用下内力、变形、以及破坏或失效一般规律的科学，为合理设计构件提供有关强度、刚度、稳定性等分析的基本理论和方法。 2.理论力学：研究物体（刚体）受力和机械运动一般规律的科学。 3.构件的承载能力：为保证构件正常工作，构件应具有足够的能力负担所承受的载荷。构 4.件应当满足以下要求：强度要求、刚度要求、稳定性要求 5.变形固体的基本假设：材料力学所研究的构件，由各种材料所制成，材料的物质结构和性质虽然各不相同，但都为固体。任何固体在外力作用下都会发生形状和尺寸的改变——即变形。因此，这些材料统称为变形固体。第二章：内力、截面法和应力概念 1.内力的概念：材料力学的研究对象是构件，对于所取的研究对象来说，周围的其他物体作用于其上的力均为外力，这些外力包括荷载、约束力、重力等。按照外力作用方式的不同，外力又可分为分布力和集中力。 2.截面法：截面法是材料力学中求内力的基本方法，是已知构件外力确定内力的普遍方法。已知杆件在外力作用下处于平衡，求m－m截面上的内力，即求m－m截面左、右两部分的相互作用力。首先假想地用一截面m－m截面处把杆件裁成两部分，然后取任一部分为研究对象，另一部分对它的作用力，即为m－m截面上的内力N。因为整个杆件是平衡的，

所以每一部分也都平衡，那么，m－m截面上的内力必和相应部分上的外力平衡。由平衡条件就可以确定内力。例如在左段杆上由平衡方程 N－F＝0 可得N=F 3.综上所述，截面法可归纳为以下三个步骤： 1、假想截开在需求内力的截面处，假想用一截面把构件截成两部分。 2、任意留取任取一部分为究研对象，将弃去部分对留下部分的作用以截面上的内力N来代替。 3、平衡求力对留下部分建立平衡方程，求解内力。 4.应力的概念：用截面法确定的内力，是截面上分布内力系的合成结果，它没有表明该分布力系的分布规律，所以，为了研究相伴的强度，仅仅知道内力是不够的。例如，有同样材料而截面面积大小不等的两根杆件，若它们所受的外力相同，那么横截面上的内力也是相同的。但是，从经验知道，当外力增大时，面积小的杆件一定先破坏。这是因为截面面积小，其上内力分布的密集程度大的缘故。如图所示，在杆件横截面m－m上围绕一点K取微小面积，并设上分布内力的合力为。的大小和方向与所取K点的位置和面积有关。将与的比值称为微小面积上的平均应力，用表示，即：称为截面m－m上一点K处的应力。应力的方向与内力Ｎ的极限方向相同，通常，它既不与截面垂直也不与截面相切。将应力分解为垂直于截面的分量σ和相切于截面的分量τ，其中σ称为正应力，τ称为切应力。在国际单位制中，应力单位是帕斯卡，简称帕（Pa）。工程上常用兆帕（MPa），有时也用吉帕（GPa）。 5.杆件变形的基本形式：在机器或结构物中，构件的形状是多种多样的。如果构件的纵向（长度方向）尺寸较横向（垂直于长度方向）尺寸大得多，这样的构件称为杆件。

工程材料力学性能总结

第一章、金属在单向静拉伸载荷下的力学性能一、名词解释 ★弹性比功又称弹性比能、应变比能，表示金属材料吸收弹性变形功的功能。一般用金属开始塑性变形前单位体积吸收的最大弹性变形功表示。 ★循环韧性：金属材料在交变载荷（震动）下吸收不可逆变形功的能力，称为金属的循环韧性，也叫金属的内耗。 ★包申格效应：金属材料经过预先加载产生多少塑性变形（残余应力为 1%~4%），卸载后再同向加载，规定残余伸长应力（弹性极限或屈服强度）增加；反向加载，规定残余伸长应力降低（特别是弹性极限在反向加载时几乎降低到零）的现象，称为包申格效应。 ★塑性：指金属材料断裂前发生塑性变形（不可逆永久变形）的能力。金属材料断裂前所产生的塑性变形由均匀塑性变形和集中塑性变形两部分构成。 ★韧性：指金属材料断裂前吸收塑性变形功和断裂功的能力，或指材料抵抗裂纹扩展的能力。 ★脆性：脆性相对于塑性而言，一般指材料未发生塑性变形而断裂的趋势。 ★解理面：因解理断裂与大理石断裂类似，故称此种晶体学平面为解理面。 ★解理刻面：实际的解理断裂断口是由许多大致相当于晶粒大小的解理面集合而成的，这种大致以晶粒大小为单位的解理面称为解理刻面。 ★解理台阶：解理裂纹与螺型位错相交而形成的具有一定高度的台阶称为解理台阶。 ★河流花样解理台阶沿裂纹前段滑动而相互汇合，同号台阶相互汇合长大。当汇合台阶高度足够大时，便成为了河流花样。 ★穿晶断裂与沿晶断裂：多晶体金属断裂时，裂纹扩展的路径可能是不同的。裂纹穿过晶内的断裂为穿晶断裂；裂纹沿晶界扩展的断裂为沿晶断裂。穿晶断裂和沿晶断裂有时候可以同时发生。二、下列力学性能指标的的意义 ①E（G）：弹性模量，表示的是材料在弹性范围内应力和应变之比； ②σr：规定残余伸长应力，表示试样卸除拉伸力后，其标距部分的残余伸长达到规定的原始标距百分比时的应力；常用σ0.2表示材料的规定残余延伸率为0.2%时的应力，称为屈服强度；σs：屈服点，表示呈屈服现象的金属材料拉伸时，试样在外力不断增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力称为屈服点。 ⑤σb：抗拉强度，表示韧性金属材料的实际承载能力； ⑥n：应变硬化指数，反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力，是表征金属材料应变硬化行为的性能指标； ⑦δ：断后伸长率，表示试样拉断后标距的伸长与原始标距的百分比； ⑧δgt：金属材料拉伸时最大力下的总伸长率（最大均匀塑性变形）； ⑨ψ：断面收缩率，表示试样拉断后缩颈处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比。