力學(xué)分析固體在外部載荷作用下的行為。固體力學(xué)被稱為固體機(jī)械學(xué)。固體力學(xué)是研究材料、結(jié)構(gòu)及其在載荷作用下變形的科學(xué)分支。在內(nèi)力或外力作用下截面積的變化被稱為固體力學(xué)。在固體力學(xué)中，物體的抗斷裂性、物體的彈性或在外部載荷作用下可能產(chǎn)生的應(yīng)力只是物體的部分屬性。

一、什么是固體力學(xué)?

固體力學(xué)是物理科學(xué)的一個(gè)分支，研究力、位移和加速度對(duì)固體運(yùn)動(dòng)的影響。在固體力學(xué)中，水平和垂直方向上的力是等效的，從而了解材料的定向變形或應(yīng)力。

材料的損傷分析是通過比較內(nèi)部應(yīng)力和材料強(qiáng)度來進(jìn)行的。如果應(yīng)力不超過材料的抗拉強(qiáng)度(材料是脆性的，沒有屈服強(qiáng)度)，則認(rèn)為材料未損壞。這條規(guī)則也有例外，幾乎適用于固體力學(xué)中的所有材料。

二、固體力學(xué)公式

固體力學(xué)中的重要公式可應(yīng)用于不同加載條件下的變形，剪應(yīng)力、扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和力矩應(yīng)力方程，以及塑性狀態(tài)下的不同支撐類型。下面是其中的一些。

應(yīng)變 ( δ ) = PL/AE

其中，P 是梁上的荷載，L 是梁的長(zhǎng)度，A 是橫截面積，E 是彈性模量。

彎矩方程 M/I= F/Y= E/R

扭矩方程 T/r= τ/J= G.θ/L

其中 M = 梁彎矩，F(xiàn) = 剪力，T = 扭力等。

三、固體力學(xué)基本原理

整個(gè)課程的原理是課程中分析問題的解決方案的一部分。他們應(yīng)展示對(duì)三個(gè)原則的理解和應(yīng)用。

a.相容性：位移 相容性：位移。對(duì)特定系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)元素的幾何和/或變形的限制由可能變形的性質(zhì)決定。兩個(gè)剛性物體無法容納在同一空間，因?yàn)樵刂g必須發(fā)生相對(duì)變化。

b.自由質(zhì)量方案：當(dāng)元素與本體(也稱為橫截面)或周圍環(huán)境(也稱為邊界條件)分離或隔離時(shí)，必須具有足夠的反作用力和/或內(nèi)力。

c.應(yīng)力和應(yīng)變的概念：應(yīng)力和應(yīng)變與位置關(guān)系有關(guān)。胡克定律確定了結(jié)構(gòu)內(nèi)部材料特性與結(jié)構(gòu)幾何形狀之間的關(guān)系。

四、固體力學(xué)分析

固體力學(xué)可以利用材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行分析。應(yīng)力的概念旨在定義重要的材料特性，如彈性、延展性、韌性、硬度和強(qiáng)度。當(dāng)外力作用于材料體時(shí)，會(huì)影響材料的截面或幾何特性。

在固體力學(xué)中，外力的成因可能因條件服務(wù)、工作環(huán)境、與其他材料/元素的接觸、受壓流體、重力或慣性力而異。這些外部作用力或施加的內(nèi)力產(chǎn)生了應(yīng)力的概念，因?yàn)橹赶虿牧项w粒的方向相等且相反的外部作用力會(huì)造成物體力學(xué)中的應(yīng)力。

在這種情況下，材料樣品受到的載荷 p 為拉力。考慮一根橫截面為 "A "的矩形棒，在拉力 P 的作用下，棒體在兩處斷裂。如下圖所示，橫截面斷裂成橫截面 XX 的兩部分。

單位面積 A 所受的拉力 P 取為

σ = P/A

這里我們考慮的是作用在相應(yīng)橫截面積上的總力。取一個(gè)具有微分面積邊界的任意面積，我們將其視為-.

σ = δP/δA

其中 δ 是部分荷載或橫截面積。為了將總載荷加載的整個(gè)區(qū)域包括在內(nèi)，我們將邊界取為橫截面的 0 至 A 邊界。應(yīng)力單位為 MPa = 106 Pa、GPa = 109 Pa 和 KPa = 103 Pa。

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