《轴向拉伸和压缩》PPT课件

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1、第二章轴向拉伸、压缩材料力学目录§2–1轴向拉压的概念及实例§2–2轴向拉压横截面上的内力和应力§2–3材料在拉伸和压缩时的力学性能§2-4轴向拉压的强度计算§2-5拉压杆的变形§2-6拉压超静定问题§2-7应力集中现象第二章轴向拉伸和压缩目录§2–1轴向拉压的概念及实例目录目录目录内燃机的连杆连杆目录外力特征：作用于杆上的外力的合力作用线与杆件的轴线重合。FF轴向拉伸FFe轴向拉伸和弯曲变形变形特征：杆件产生轴向的伸长或缩短。目录FFFN=F（一）、轴力FN=FFF——轴力。单位：牛顿（N）§2–2横截面上的内力和应力目录同一位置处左、右侧截面上

2、内力分量必须具有相同的正负号。轴力正负号规定：轴力以拉为正，以压为负。目录如果杆件受到的外力多于两个，则杆件不同部分的横截面上有不同的轴力。F2FF2F33FN1=F1122F2F22（压力）F33F11目录轴力图——FN(x)的图象表示表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。F2FF2FxFF++--图目录（二）、应力应力—分布内力在截面内一点的密集程度F1F2F3Fn应力就是单位面积上的内力目录M点的应力定义F2ΔAMDFRF1ΔFS(M点的合应力)正应力—垂直于截面的应力剪应力—在截面内的应力目录受力物体内各截面上每点的应力，一般是不相同的，它

3、随着截面和截面上每点的位置而改变。因此，在说明应力性质和数值时必须要说明它所在的位置。应力是一向量，其量纲是[力]/[长度]²，单位为牛顿/米²，称为帕斯卡，简称帕(Pa).工程上常用兆帕(MPa)=Pa,或吉帕(Gpa)=Pa。注意点：目录FF331122FFF拉伸与压缩时横截面上的应力应力的合力=该截面上的内力确定应力的分布是静不定问题目录研究方法：实验观察作出假设理论分析实验验证1、实验观察FFabcd变形前：变形后：2、假设:横截面在变形前后均保持为一平面——平面截面假设。横截面上每一点的轴向变形相等。目录3、理论分析横截面上应力为

4、均匀分布，以表示。FFFN=FFF根据静力平衡条件：即（1-1）4、实验验证目录的适用条件:1、只适用于轴向拉伸与压缩杆件，即杆端处力的合力作用线与杆件的轴线重合。2、只适用于离杆件受力区域稍远处的横截面。正负号规定：拉应力为正，压应力为负。目录圣维南原理：力作用于杆端的分布方式的不同，只影响杆端局部范围的应力分布，影响区的轴向范围约离杆端1~2个杆的横向尺寸。FFFF目录三、斜截面上的应力三、斜截面上的应力三、斜截面上的应力三、斜截面上的应力三、斜截面上的应力FFF实验证明：斜截面上既有正应力，又有剪应力，且应力为均匀分布。三、斜截面上的

5、应力目录nFF式中为斜截面的面积，为横截面上的应力。目录nFFn为横截面上的应力。F目录正负号规定：：横截面外法线转至斜截面的外法线，逆时针转向为正，反之为负；：拉应力为正，压应力为负；：对脱离体内一点产生顺时针力矩的剪应力为正，反之为负；目录讨论：1、2、即横截面上的正应力为杆内正应力的最大值，而剪应力为零。即与杆件成45°的斜截面上剪应力达到最大值，而正应力不为零。3、即纵截面上的应力为零，因此在纵截面不会破坏。4、目录剪应力互等定理：二个相互垂直的截面上，剪应力大小相等，方向相反。目录例题1-1阶段杆OD，左端固定，受力如图，OC段的横

6、截面面积是CD段横截面面积A的2倍。求杆内最大轴力，最大正应力，最大剪应力与所在位置。O3F4F2FBCD221133目录O3F4F2FBCD解：1、计算左端支座反力2、分段计算轴力221133O4FB22(压)目录3、作轴力图O3F4F2FBCD3F-图2F-F++-（在OB段）注意:在集中外力作用的截面上，轴力图有突变，突变大小等于集中力大小.221133目录4、分段求（在CD段）5、求（在CD段与杆轴成45°的斜面上）O3F4F2FBCD1133目录材料的力学性能——材料受力以后变形和破坏的规律。即：材料从加载直至破坏整个过程中表现出来的反映材

7、料变形性能、强度性能等特征方面的指标。比例极限、杨氏模量E、泊松比、极限应力等。一、低炭钢拉伸时的力学性能低炭钢——含炭量在0.25%以下的碳素钢。试验设备§2–3材料的力学性能目录试验设备目录试件:(a)圆截面标准试件：l=10d(10倍试件)或l=5d(5倍试件)(b)矩形截面标准试件(截面积为A）：目录试验原理：目录目录低炭钢Q235拉伸曲线的四个阶段断裂阶段断裂目录卸载与重新加载行为卸载低炭钢Q235拉伸时的力学行为卸载定律：在卸载过程中，应力与应变满足线性关系。目录卸载与再加载行为再加载低炭钢Q235拉伸时的力学行为E断裂冷作(应变)

8、硬化现象：应力超过屈服极限后卸载，再次加载，材料的比例极限提高，而塑性降低的现象。目录塑性应变等于0.2％时