《拉伸与压缩》ppt课件

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1、河南师范大学2009.3化学与环境科学学院化工、环境专业王晓兵电话：13700739041E-mail：wangxb@htu.cn化工设备机械基础8/30/202112.1、材料力学的基本概念2.1.1任务和研究对象材料力学§2、拉伸与压缩材料的机械性能(或力学性能)—材料在外力作用下表现出来的性能。如：弹性、强度、韧性、硬度和塑性等。弹性变形—卸载后可完全恢复（消失）的变形。塑性（残余）变形—卸载后不能消失的变形。构件安全必须满足的3个基本要求：a、具有足够的强度；b、具有一定的刚度；c、具有足够的稳定性强度、刚度和稳定性统称为构件的承载能力。材料力学的主要任

2、务是分析、计算构件的强度、刚度和稳定性，为正确解决安全与经济之间的矛盾提供必要的理论基础。材料力学中所研究的一切物体都是变形固体。允许√不允许×8/30/202122.1、材料力学的基本概念2.1.1任务和研究对象§2、拉伸与压缩反映材料力学性能的主要指标：强度性能：抵抗破坏的能力，用σs和σb表示弹性性能：抵抗弹性变形的能力，用E表示塑性性能：塑性变形的能力，用延伸率δ和截面收缩率ψ表示。材料力学8/30/202132.1、材料力学的基本概念2.1.2构件变形的基本形式§2、拉伸与压缩构件：杆件、板、壳。材料力学8/30/202142.1、材料力学的基本概念2

3、.1.2构件变形的基本形式§2、拉伸与压缩1、拉伸、压缩2、弯曲3、剪切4、扭转材料力学8/30/202152.1、材料力学的基本概念2.1.2构件变形的基本形式§2、拉伸与压缩4、扭转材料力学8/30/202162.1、材料力学的基本概念2.1.3内力与截面法§2、拉伸与压缩内力由外力所引起，随外力引起的弹性变形而增大，达到一定程度就会引起构件破坏，因此分析内力是解决强、刚度问题的基础。材料的机械性能多由拉压试验获得，所以本章首先讨论拉压变形及其内力。而构件的内力常用截面法来求。外力—构件以外物体对构件的作用力。如载荷、约束反力等。内力—构件本身的某一部分与相

4、邻部分之间相互作用的力。或：物体因受外力而变形（弹性），其内部各质点（原子）之间因相对位置改变而引起的相互作用力。轴力，拉为正，压为负截面法材料力学8/30/202172.1.3内力与截面法§2、拉伸与压缩截面法步骤1、在需要求内力处假想用一横截面将构件截开，分成两部分；2、以任一部分为研究对象；3、在截面上加上内力，以代替另一部分对研究对象的作用4、写出研究对象的平衡方程式，解出截面上的内力。轴力图：在选取的一个坐标系里，用纵坐标表示相应截面上的轴力，横坐标表示相应截面所在的位置，便可用图形表示杆件轴线的变化情况。这种图形称为轴力图。例2-1。P28材料力学8

5、/30/20218例2-2画图示杆件轴力图。设解：a）AB段轴力：∑FX=0→-S1-Q+P=0→S1=P-Q=100-200=-100NBC段轴力：∑FX=0→-S2-Q=0→S2=-Q=-200N轴力图如右。b）AB段：BC段：CD段：（拉）（拉）（压）●结论：任一截面上的轴力，等于该截面一侧所有轴向外力的代数和，其中背离该截面的外力为正，反之为负。材料力学8/30/20219应力:应力：截面上各点所承受的内力数值。或：单位面积上所承受内力的大小。2.2、拉伸和压缩σ—正应力或法向应力。P之法向分量，与截面垂直。τ—剪应力或切向应力。P之切向分量，与截面相切

6、。应力的单位：Pa（N/m2）、Mpa（兆帕）、kMPa（千兆帕）材料力学8/30/2021102.2.1、直杆受轴向拉伸或压缩时截面上的应力变化2.2、拉伸和压缩平面截面假设：变形前的平面横截面变形后仍然保持为平面。拉压变形满足平面截面假设横截面上内力均布，各点应力均相等。σ=N/A=F/A拉应力为正，压应力为负。（A为横截面积）材料力学8/30/2021112.2.1、直杆受轴向拉伸或压缩时截面上的应力变化2.2、拉伸和压缩σ=N/A=F/A拉应力为正，压应力为负。（A为横截面积）材料力学k点的应力:8/30/2021122.2.1、直杆受轴向拉伸或压缩时截

7、面上的应力变化2.2、拉伸和压缩例2-3：受力情况如图，截面积A=5cm2。求：1、画轴力图；2、求最大正应力σmax。解：1、画轴力图AB段：BC段：CD段：2、求最大正应力材料力学8/30/2021132.2、拉伸和压缩例2-4求截面1-1，2-2，3-3上的轴力和应力，画轴力图，已知A=400mm2。材料力学8/30/2021142.2、拉伸和压缩α—斜截面mk的外法线与杆轴x间夹角。逆时针为正。A—横截面积；F—杆所受拉力。—横截面上应力。与斜截面垂直。—斜截面上的剪应力。与斜截面平行。2.2.2、直杆受轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力变化材料力学8/30

8、/2021152.2、拉