學習材料力學的目的
1.強度 承受外負載 (負載應力關係)
結構物是否具有足夠的 強度 來承受外加負載的作用
研究目的:
研究負載 與 材料內部 之 應力 之關係
強度(strength)
結構物(材料)承受外加負載的能力
2.剛性 避免大變形 (負載變形關係)
判斷結構物是否具有足夠的 剛性,以避免過大的變形
研究目的:
研究 負載 與 材料變形 之關係
剛性(stiffness)
結構物抵抗變形的能力
材料力學 綱要
外加負載
內力分析
應力
主應力及最大剪應力
應變
變形
靜不定問題
主應變及最大剪應變
組合應力
其中
應力
定義
單位面積的內力大小
預備知識
負載
定義
作用於物體上的外力
例如
重力、風力、磁力、氣動力(升力和阻力)和地震等
分類
靜態負載 (從零開始)
定義
從零開始漸增之負載
95%的題目皆是靜態負載
分類
軸向負載
扭矩負載
側向負載
常態負載
定義
長時間 持續作用 之定值負載
本身重量所造成的負載
例如
重力
動態負載
衝擊負載
負載形式從靜態改成動態,較容易使材料破壞
循環負載
材料疲勞
內力分析
名詞解釋
力
Fx
正向力(normal force)(N) (軸向力)
與作用面(切面)垂直
Fy,Fz
剪力(shear force)(V)
與作用面(切面)平行
力矩
Mx
扭矩(T)
與作用面(切面)垂直
My,Mz
彎矩(M)
與作用面(切面)平行
面
x面
以x為法線向量的平面
負載
軸向負載構件
定義
用來承受軸向負載之構件
稱號
受拉力
桿或棒(bar)
受壓力
壓力桿,柱
其中
內力主要為
正向力(或稱軸向力)
扭矩負載構件
定義
用來承受扭矩負載之構件
稱號
軸(shaft)
其中
用雙箭頭表示力矩
↠
側向負載構件
定義
用來承受側向負載之構件
稱號
樑(beam)
其中
內力主要為
剪力,彎矩
三種
集中力
分布負荷
力偶矩
注意 方向定義
分佈負載(q) (distributed load)
向下為正,向上為負
剪力(V) (shear force)
順時針旋轉為正,反之為負
彎矩(M) (bending moment)
正~凹向上