查看“︁材料力学”︁的源代码

{{Merge|機械力學|time=2022-07-11T09:21:35+00:00}}
{{Multiple issues|
{{unreferenced|time=2019-06-28T08:04:31+00:00}}
{{Expand language|1=en|time=2020-10-01T11:28:06+00:00}}
}}
'''材料力學'''研究材料在各種[[力]]和[[力矩]]的作用下所產生的[[應力]]和[[应变_(物理学)|應變]]，以及[[剛度]]和[[强度]]的問題。通常是[[機械工程]]、[[土木工程]]和[[建築工程]]以及相關專業的大學生必須修讀的課程，通常在修讀材料力學之前，會要求先修讀[[應用力學]]。

材料力學的研究對象主要是棒狀[[材料]]，如杆、梁、軸等。對於[[桁架 (工程)|桁架]][[結構]]的問題在[[結構力學]]中討論，[[彈性結構]]的問題在[[彈性力學]]中討論。 
 
== 研究内容 ==
在人們運用材料進行[[工業]][[工程]]、[[機械]]、[[土木]]、[[建築]]生產的過程中，需要對材料的實際承受能力和内部變化進行研究，這催生出材料力學。運用材料力學知識可以：
* 分析材料的强度、刚度和[[穩定性]]。
* 在機械設計中使材料在相同的強度下可以减少材料用量，優化機構設計，以達到降低成本、減輕重量等目的。
* 将研究对象被看作均匀、连续且具有各向同性的線性彈性物體。但在实际研究中不可能会有符合这些条件的材料，所以須要各种理论与实际方法对材料进行實驗比較。
* 材料在機構中會受到拉伸、壓縮、彎曲、扭轉及其組合等變形。根據[[胡克定律|-{zh-hans:胡克定律;zh-hant:虎克定律}-]](Hooke's law)，在彈性限度内，物體的[[應力]]與[[應變]]成線性關係。

===电阻应变片的测量原理===
金屬絲的[[電阻值]]除了與材料的性質有關之外，還與金屬絲的長度，横截面積有關。將金屬絲黏貼在構件上，當構件受力變形時，金屬絲的長度和横截面積也隨著構件一起變化，進而發生電阻變化。
 
<math> \cfrac{\mathbf{d}R} {R} = K_s \epsilon </math> 
 
其中， <math> K_s </math> 為材料的靈敏係數，其物理意義是單位應變的電阻變化率，標誌著該類絲材電阻應變片效應顯著與否。 <math> \epsilon </math> 為測點處應變，為無量纲的量，但習慣上仍给以單位微應變，常用符号 <math> \mu \epsilon </math> 表示。

由此可知，金属丝在产生应变效应时，应变 <math> \epsilon </math> 与电阻变化率 <math> \cfrac{\mathbf{d}R} {R} </math> 成线性关系，这就是利用金属应变片来测量构件应变的理论基础。

== 材料力学实验 ==
由于研究内容的情况复杂，材料力学的课程一般要求安排材料力学实验课。

学生可以在材料力学实验课中对材料的[[形变]]进行测量，从而计算材料的[[應力]]分布等数据。

典型的实验包括：
* 简单拉伸压缩实验
* 冲击破坏实验
* 稳定性
* 微小形变测量
* 材料弹性测量

实验的内容主要在于对形变的测量和计算，也有些破坏实验进作为观察。由于材料的形变可能很小，实际的测量要求较高的精度和灵敏度。很多情况下人们使用[[电测法]]测量实验数据。基本原理是，利用[[导体]]（有时称为电阻应变片）在形变时[[电阻值]]的变化，将实验件的形变转化为电信号，放大后即可作为测量数据。为了弥补温度等非测量因素的影响，常常需要安排多个[[电阻]]应变片构成差值组或桥路，抵消误差。

{{连续介质力学}}

{{Authority control}}

[[Category:固体力学]]
[[Category:材料力學]]