材料力学中的应力计算（材料力学中的一些基本概念）

材料力学中的应力计算（材料力学中的一些基本概念）（2）按外力与时间的关系分为静载和动载。集中力：若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等。体积力：连续分布于物体内部各点的力，如重力和惯性力。表面力：分为分布力和集中力。分布力：连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为分布力。

本文主要介绍材料力学中的一些基本概念，外力、内力、应力、应变等。

1 外力及其分类

外力：来自构件外部的力（载荷、约束反力）。

（1）按外力作用的方式分为表面力和体积力。

体积力：连续分布于物体内部各点的力，如重力和惯性力。

表面力：分为分布力和集中力。

分布力：连续分布于物体表面上的力。如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为分布力。

集中力：若外力作用面积远小于物体表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等。

（2）按外力与时间的关系分为静载和动载。

静载：载荷缓慢地由零增加到某一定值后，就保持不变或变动很不显著，称为静载。

动载：载荷随时间而变化。如交变载荷和冲击载荷。

2 内力、截面法和应力

（1）内力和截面法

内力：外力作用引起构件内部的附加相互作用力。

内力的方法一般采用截面法。

例如：

下为一个钻床计算内力的例子。

（2）应力

应力：为了表示内力在一点处的强度，引入内力集度，即应力。应力是一个矢量，可分解为正应力和切应力。

3 变形与应变

（1）位移

构件在外力作用下，对于内部的单元，会同时发生刚性位移和变形位移。材料力学主要研究变形位移。

（2）变形

变形：物体内任意两点的相对位置发生变化。变形分为线变形和角变形。

（3）应变

与应力对应，应变分为正应变（线应变）和切应变（角应变）。下图为线应变和切应变的解释。

下为一个计算应变的例子。

4 杆件变形的基本形式

杆件变形的基本形式分为轴向拉伸和压缩、扭转、弯曲。构件的变形都可以简化为这三类变形，或它们的组合。

（1）轴向拉伸和压缩

直杆受到与轴线重合的外力作用时，杆的变形主要是轴线方向的伸长或缩短，这种变形称为轴向拉伸或压缩。

（2）扭转

直杆在垂直于轴线的平面内，受到大小相等、方向相反的力偶作用时，各横截面发生相对转动，这种变形称为扭转。

（3）弯曲

直杆受到垂直于轴线的外力或在包含轴线的平面内的力偶作用时，杆的轴线由直变弯，这种变形称为弯曲。