各種電力安全工器具及小型施工機(jī)具由不同材料制成，在使用過程中將承受各種不同的載荷。本章主要介紹力學(xué)基本概念、金屬材料及非金屬材料力學(xué)性能、溫度對材料力學(xué)性能的影響和機(jī)械性能試驗(yàn)設(shè)備簡介等。

第一節(jié)力學(xué)基本概念

力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(指物體在空間的位置隨時間而發(fā)生變化)一般規(guī)律的學(xué)科。

自然界中的物體，由于相互間力的作用，使物體處于平衡狀態(tài)[指物體相對于地球(參考體)處于靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運(yùn)動狀態(tài)]或運(yùn)動狀態(tài)，同時使物體的形狀發(fā)生改變。使物體狀態(tài)發(fā)生改變是力的外效應(yīng)；使物體發(fā)生變形是力的內(nèi)效應(yīng)。

工程中力學(xué)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是保證構(gòu)件在確定的外力作用下正常工作而不失效，即具有足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性。強(qiáng)度是指構(gòu)件在外力作用下不發(fā)生斷裂或塑性變形的能力；剛度是指構(gòu)件在外力作用下不發(fā)生過大的彈性變形的能力;穩(wěn)定性是指構(gòu)件在外力作用下能保持其原有平衡形態(tài)的能力。

任何固體在外力作用下均將發(fā)生變形，若卸除外力后能完全消失的變形，稱為彈性變形;不能消失而殘留下來的那一部分變形，稱為塑性變形。變形固體具有均勻連續(xù)性和各向同性與各向異性的基本屬性。

一、均勻連續(xù)性

實(shí)際變形固體的材料，從微觀的層次看是不連續(xù)的，因?yàn)榻M成固體的粒子之間存在著空隙，但這種空隙與構(gòu)件的尺寸相比及其微小，可假定固體內(nèi)毫無空隙地充滿了物質(zhì)，這就是變形固體的連續(xù)性假設(shè)。組成固體的粒子，彼此的物理性質(zhì)并不完全相同，但因構(gòu)件的任一部分都包含為數(shù)極多的微小粒子，而且無規(guī)則地排列著，從統(tǒng)計(jì)平均的角度看，認(rèn)為由同一種材料組成的構(gòu)件，各處的物理性質(zhì)是相同的，這就是變形固體的均勻性假設(shè)。

二、各向同性與各向異性

材料沿不同方向上的力學(xué)性能都相同， 稱為各向同性；絕大多數(shù)材料如金屬、工程塑料、攪拌均勻的混凝土等，都可視作各向同性材料。材料沿不同方向的力學(xué)性能不同，稱為各向異性，如木材、竹子、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等，其整體的力學(xué)性能具有明顯的方向性。