过程设备机械设计基础3 拉压修0703

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1、*1016.鼹鼠未雨绸缪鼹鼠是一种完全地下生活的地鼠，它们擅长在地底挖洞，挖的不只一条，而是四通八达、立体网状的坑道。要挖出这样的坑道当然很辛苦，但一旦完成，就可以守株待兔地等食物上门。同样在地底钻土而行的蚯蚓、昆虫、甲虫等，常会不知不觉闯进鼹鼠的坑道中，而被来回巡逻的鼹鼠捕获。鼹鼠在自制的网状坑道里绕行一周（有时要花上几个钟头），就可以抓到很多掉进陷阱的猎物。如果俘获的昆虫太多，吃不完的就先将它们咬死，放在储藏室里。有人就曾在鼹鼠的储藏室里发现数以千计的昆虫尸体。*23拉伸与压缩1内力与截面法2应力与强度条件3材料的变形与虎克定律4材料的力

2、学性能0材料力学概述*33拉伸与压缩3.1材料力学的基本概念3.1.1材料力学的的任务和研究对象1、力对物体的作用效果外效应----改变刚体平衡状态内效应----构件的变形2、构件的变形弹性变形塑性变形*43、构件的承载能力强度----不破坏、断裂刚度----不过度变形稳定性----不突然大变形是构件必须满足的基本条件3.1材料力学的基本概念4、任务新构件的设计旧构件的较核许用载荷5、研究对象构件的小变形变形固体*53.1.2构件变形的基本形式1.基本假设小变形材料连续均匀材料各向同性2.构件分类杆件(等截面杆)板壳*63.1.2构件变形的基

3、本形式3.构件变形的基本形式拉伸和压缩剪切扭转弯曲教材p38表3-1*73.2直杆拉伸压缩时横截面上的内力3.2.1内力/轴力定义:内力的改变量,附加内力,简称内力.3.2.2截面法定义:假想将杆件切开，使内力转化为外力，运用静力平衡条件求出截面上内力的方法。*8FFmmacdbd1b1a1c1LL1F图3-1承受轴向力作用的杆｝N=F*9例1*10轴力图*11例2123*12轴力图*13截面法求解内力的基本步骤:1.用一假想截面将构件一分为二,取其中一部分为研究对象;2.另一部分对该部分的作用以一个力来代替;3.针对该部分建立受力平衡方

4、程式,并求解;4通常情况下用轴力图来形象表示.*143.3直杆拉伸/压缩时横/斜截面上的应力3.3.1直杆拉伸时横截面上的应力定义:单位面积上的内力计算:F｝N=F*153.3.2直杆拉伸时斜截面上的应力正应力:与截面垂直的应力,拉应力为正;剪应力:与截面平行的应力,顺时针为正.两个概念FFα*16FqaFaFqaσaτaFFα*17计算方法:*183.4直杆拉/压时的强度条件一.基本概念极限应力:杆件截面上的应力达到某一临界值时,杆件就会破坏,…...记为安全系数:记为n;许用应力:记为;*19二.强度条件载荷情况,材料情况,强度储备。3

5、.4直杆拉/压时的强度条件*203.4直杆拉/压时的强度条件三.强度条件的应用强度校核:σmax<[σ]截面设计:A>=N/[σ]许用载荷:N=<[σ]A材料选取:高强度,质量均一*213.5直杆拉/压时的变形图3-10直杆拉伸时截面的变形图b1b*22纵向应变：横向应变：泊松系数:一.基本概念(书p47表3-2)*23物理中二.虎克定律将上式两边除以截面积A，则：E称为材料的弹性模量，表示材料抵抗弹性变形的能力。EA称为杆件的抗拉刚度，表示杆件抵抗弹性变形的能力。(书p47表3-2)*24例3-4（p44.）60o12ABCQ已知:Q=20

6、kN,AB=2m,BC=1m圆钢,[σ]=58MPa;求两圆杆直径.解:首先画受力图建立平衡方程,解得内力N1,N2然后确定杆的直径（16，22.5）取整,杆的直径为25mm.*253.6材料拉/压时的机械性能3.6.1低碳钢的拉伸试验和应力应变曲线金属拉伸试验试样国家标准：L=10d或5d二.试样圆截面试样:L=10d或L=5d矩形截面试样:L=11.3√A或L=5.65√A一.标准：《金属材料室温拉伸试验方法》(GB228-2002)*26FlF二.拉伸载荷位移曲线*27三.拉伸应力应变曲线FlF*281.应力应变曲线的四个阶段弹性阶

7、段:Ob段,Oa段线弹性ab段非线弹性屈服阶段:bc段,c点为屈服极限,记为σs强化阶段:cd段,d点为强度极限,记为σb局部变形阶段:de段,,发生颈缩,e点断裂三.拉伸应力应变曲线*292.几个概念残余变形(塑性变形)延伸率:塑性材料:δ>=5%脆性材料:δ<5%断面收缩率:三.拉伸应力应变曲线*303.6.2其它材料拉伸时的机械性能一.塑性材料拉伸应力应变曲线低碳钢青铜硬铝中碳钢合金钢*31二.脆性材料拉伸应力应变曲线铸铁玻璃钢陶瓷*323.6.3材料压缩时的机械性能一.塑性材料压缩应力应变曲线*33特点屈服前,压缩曲线与拉伸曲线重合,

8、不会发生破坏可以用拉伸曲线代替.*34二.脆性材料压缩应力应变曲线*35特点:直线部分不明显,无屈服点显著变形,鼓形,破坏在较小变形下沿45o方向发生,抗压强度高,