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材料力学的任务是要为各种受力构件建立强度、刚度或稳定性的核算条件,以便在具体解决工程问题中,根据这些条件进行计算。这些核算条件主要有两方面:一方面是算出构件在工作载荷下,所产生的最大内力、应力、应变的数值及其所在的位置;另一方面,要根据所用材料的机械性能及种种实际情况,确定构件所能够安全承担的载荷,容许发生的应力或应变的限度数值;然后,由保证前一方面(工作时可能产生的数值)低于后一方面(构件所能够容许的数值),建立各种核算条件。
象一切物理科学一样,在上述问题的分析研究中,材料力学所用的方法也包括:观察、实验、假设、理论、实践及实验校核等方面,这样的过程是科学长期历史发展的结果,是唯物辩证法的具体实施。
材料力学往往根据观察和实验,作出一些明显的表达问题主要方面的假设,使问题得到适当的简化,便于引用数学方法进行理论推导,最后还要把所得结论取得实践和实验的验证。应该指出:这些假设是经过了科学家反复修正以后才采取了现有的形式。在弹性理论及塑性理论中,有时对这些假设作一些修正,这样使理论更加精确,但解答也变得更为复杂。在工程实用中,有很多问题是不需要过高精确度的,因而材料力学的推理有相当广阔的实用园地。
材料力学对受力构件进行强度、刚度、稳定性的计算,在具体建立理论时通常需要考虑到下列三方面:
(1) 平衡方面 运用平衡条件决定支座反力,建立外力和内力的关系等等。
(2) 变形几何方面 由于材料力学的研究对象是可变形的构件,因而必须研究物体的变形,用几何的形式加以表达;对超静定体系的分析,尤其需要根据变形的几何条件建立补充关系式。
(3) 材料物理方面 从物理观察和材料试验中决定作用力和变形之间的联系,从而把变形条件和构件的内力联系起来。
为了紧密联系实际,还需要掌握材料力学的实验方法。材料力学实验的主要目的是:
(1) 研究材料由于不同方式的作用力所引起的破损现象,从而建立或验证安全的强度、刚度、稳定性的界限。
(2) 研究应力和应变之间的关系,从而建立或验证理论分析所必须的物理条件。
(3) 测定构件在不同方式的外力作用下所引起的应力、变形、承载能力等,从而验证理论分析的精确度,或补充理论分析的不足。

