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1.2.1 材料力学基本概念

1. 强度概念

材料抵抗外力破坏的能力称为材料的强度。

任何的零件都是由特定的材料制造完成的,如果没有外力的作用,则该零件不会发生破坏,如果对该零件施加一定的外力,当外力达到一定的水平时,零件就会被破坏。换句话说,任何材料都有某种抵抗外力破坏的能力,而这种抵抗的能力被称为材料强度。将不同的材料做成标准的试棒在拉伸试验机上进行拉压实验,可以发现有些材料需要较大的力才能被破坏,而有些材料只需要很小的力就能被破坏,也就是说,不同的材料抵抗外力的能力不一样,所以材料强度是有高低的差别。

另外需要知道一个概念叫做零件强度,即使是同一种材料做成的试棒,如果试棒的截面积不同,则截面积较大的试棒需要更大的外力才能被破坏,而截面积较小的试棒只需要较小的外力就能发生破坏。所以材料强度和零件强度是两个概念,零件抵抗外力破坏的能力叫做零件强度,它不仅和材料的强度有关,还和零件的几何尺寸大小有关。

2. 刚度概念

材料抵抗外力变形的能力被称为材料的刚度。

与材料的强度概念类似,任何材料做成的零件,如果没有外力作用就不会发生变形,如果要使零件发生变形则必须对其施加一定的外力,所以任何材料都有抵抗外力变形的能力,而这种能力被称为材料的刚度。将不同的材料做成标准试棒在拉伸试验机上进行拉压实验,在相同的载荷下,有些材料做成的试棒变形比较大,有些材料做成的试棒变形比较小,变形大的零件其材料的刚度较小,而变形小的零件其材料的刚度较大。

与强度概念类似,同一种材料做成的试棒,如果试棒的截面积和长度不同,则在相同的载荷下,其变形也是不相同的,所以零件的刚度和材料的刚度也是两个概念,零件抵抗外力变形的能力被称为零件的刚度,而材料抵抗外力变形的能力被称为材料的刚度。

3. 稳定性概念

零件保持其原有平衡状态的能力被称为零件的稳定性。

零件在受到外力的作用时处于一种相对平衡的状态,而这种相对平衡的状态有时候是不稳定的。例如,一个细长的零件受到压力作用,当压力 F 比较小的时候,细长零件保持平衡状态,当压力 F 达到某一个临界值时,如果外界有一个很小的扰动,则细长零件就会突然弯曲,有时甚至会直接发生折断,这种现象被称为零件的失稳。零件的失稳是由一种平衡状态变成了另外一种平衡状态,使得整个零件失去了正常工作的能力,有时候会发生非常严重的破坏,所以有些零件也必须考虑稳定性的问题。 gV2C685KjgltJwF9qr3FGPU6rs09AOzCC7rTXf/PK1+IQfB7UMM1me9L+fUcCxXN

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