材料強度/引言

材料強度

材料強度在工程力學中的應用

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固體力學是研究承載構件在力、變形和穩定性方面的學科。有三個長度尺度：原子尺度、微觀尺度和連續介質尺度。在這本書中，我們採用連續介質力學方法。我們將認為材料是均勻的和各向同性的（除非另有說明）。因此，即使考慮無窮小面積和體積，材料特性也是均勻的。另一種方法是從基本方程開始，這些方程將原子力與相互作用聯絡起來，並將其擴充套件到更大範圍內的此類實體（例如，從頭計算、分子動力學）。其他方法包括位錯等微觀尺度理論來解釋材料的行為，特別是針對塑性變形。然而，本書中採用的方法適用於各種實際問題，其中我們處理結構構件，通常是在彈性變形下。

作用有力的物體

物體受外力和反作用力

右邊的影像顯示了一個物體，它受到外力的作用$\mathbf {F} _{1}\,$，$\mathbf {F} _{2}\,$等。支座提供反作用力（$\mathbf {R} _{1}\,$，$\mathbf {R} _{2}\,$）使物體靜止。

除了作用在表面上的點的外力外，我們還可以有作用於物體內每個點的體力（$\mathbf {b} \,$），即它們作用於物體的每個點。距離作用力（例如：重力、磁力）可以是體力的例子。

考慮一個物體，它受到幾個外力的作用。如果物體處於靜力平衡狀態，那麼物體的每個截面也應該處於靜力平衡狀態。現在，考慮該截面中的一個微元面積*dA*。設作用在微元面積上的力為*dF*，使整個物體處於平衡狀態。我們可以將該力分解為三個相互垂直的方向。設垂直於表面的力的分量為*dF_z*。設在*dA*平面上的分量分別為*dF_x*和*dF_y*。然後，為了使物體處於靜力平衡狀態，我們應該有

$\sum {\mathbf {dF} _{i}}=0,i=1,2,3$

還有三個與力矩有關的條件，它們完全定義了靜力平衡。我們將在後面的章節中對此進行探討。