一、刚体和变形固体
1、刚体
在任何外力作用下,大小和形状都保持不变的物体,称为刚体。
刚体的基本特征是在任何情况下,刚体内任意两点间的距离始终保持不变。
刚体是描述物体运动特征的一个理想模型。实际上物体受力后都会引起大小和形状的改变,即产生变形,真正的理想刚体在现实生活中是不存在的。一般情况下,当物体受力后的变形对力学分析的影响很小时,通常可将该物体近似地视为刚体。
2、变形固体及其基本假设
变形固体是指受力后会产生变形的物体。变形固体的基本特征是受力后变形固体内两点之间的距离会发生改变。
变形固体的模型比刚体的模型更加接近现实生活中的物体。所以,变形固体在建筑力学中比刚体模型应用得更加广泛。一般情况下,在建筑力学的讨论范围内,物体都视为变形固体。
变形固体在外力作用下发生的变形可分为弹性变形和塑性变形两类。在外力撤去后能消失的变形称为弹性变形;不能消失而遗留下的变形称为塑性变形。在一般情况下,物体受力后、既有弹性变形、又有塑性变形。但工程中所用的材料,在所受外力不超过一定限度时,塑性变形很小,可忽略不计,认为材料只发生弹性变形而不产生塑性变形。这种只有弹性形变的物体称为理想弹性体或完全弹性体。
3、变形固体的基本假设
工程中使用的固体材料是多种多样的,而且其微观结构和力学性能也各不相同。为了使问题得到简化,通常对变形固体作如下基本假设:
(1)均匀连续性假设:其认为在变形固体在整个体积内毫无任何空隙地充满了物质,并且各部分材料性质完全相同。实际上,变形固体是由许许多多的微粒或晶体组成的,而粒子或晶体之间存在着空隙,材料在一定程度上沿各方向的力学性能都会有所不同。由于这
些空隙与构件尺寸相比极其微小,因此,这些空隙的存在以及由此而引起性质上的差异,在研究构件受力和变形时都可以略去不计。
(2)各向同性假设:其认为从物体的任何部位取出任一部分,无论其体积大小如何,其在各个方向上的力学性能都是完全一样的。实际上,组成固体的微粒或晶体在不同方向上有着不同的性质,但构件所包含的晶体数量极多,且晶粒的排列也是没有任何规律的。变形固体的性质就是这些晶粒性质的平均值,这样就可以将构件看成是各向同性的。
1、刚体
在任何外力作用下,大小和形状都保持不变的物体,称为刚体。
刚体的基本特征是在任何情况下,刚体内任意两点间的距离始终保持不变。
刚体是描述物体运动特征的一个理想模型。实际上物体受力后都会引起大小和形状的改变,即产生变形,真正的理想刚体在现实生活中是不存在的。一般情况下,当物体受力后的变形对力学分析的影响很小时,通常可将该物体近似地视为刚体。
2、变形固体及其基本假设
变形固体是指受力后会产生变形的物体。变形固体的基本特征是受力后变形固体内两点之间的距离会发生改变。
变形固体的模型比刚体的模型更加接近现实生活中的物体。所以,变形固体在建筑力学中比刚体模型应用得更加广泛。一般情况下,在建筑力学的讨论范围内,物体都视为变形固体。
变形固体在外力作用下发生的变形可分为弹性变形和塑性变形两类。在外力撤去后能消失的变形称为弹性变形;不能消失而遗留下的变形称为塑性变形。在一般情况下,物体受力后、既有弹性变形、又有塑性变形。但工程中所用的材料,在所受外力不超过一定限度时,塑性变形很小,可忽略不计,认为材料只发生弹性变形而不产生塑性变形。这种只有弹性形变的物体称为理想弹性体或完全弹性体。
3、变形固体的基本假设
工程中使用的固体材料是多种多样的,而且其微观结构和力学性能也各不相同。为了使问题得到简化,通常对变形固体作如下基本假设:
(1)均匀连续性假设:其认为在变形固体在整个体积内毫无任何空隙地充满了物质,并且各部分材料性质完全相同。实际上,变形固体是由许许多多的微粒或晶体组成的,而粒子或晶体之间存在着空隙,材料在一定程度上沿各方向的力学性能都会有所不同。由于这
些空隙与构件尺寸相比极其微小,因此,这些空隙的存在以及由此而引起性质上的差异,在研究构件受力和变形时都可以略去不计。
(2)各向同性假设:其认为从物体的任何部位取出任一部分,无论其体积大小如何,其在各个方向上的力学性能都是完全一样的。实际上,组成固体的微粒或晶体在不同方向上有着不同的性质,但构件所包含的晶体数量极多,且晶粒的排列也是没有任何规律的。变形固体的性质就是这些晶粒性质的平均值,这样就可以将构件看成是各向同性的。