《拉伸与压缩》ppt课件2

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1、第7章拉伸与压缩第7章拉伸与压缩7.1轴向拉伸与压缩的概念7.2轴向拉伸与压缩时杆件横截面上的内力与应力7.3杆件拉伸与压缩时的变形、胡克定律7.4材料拉伸与压缩时的机械性能7.5杆件拉伸与压缩时的强度计算7.1轴向拉伸与压缩的概念工程中构件的受力形式是各种各样的，其中杆件拉伸与压缩是构件基本受力与变形形式中的一种。受力构件为直杆，载荷的施加沿着构件的轴线方向，构件产生沿轴线方向的伸长或缩短，在工程实际中有很多构件承受这种形式的外力作用。如图7.1（a）中所示简易吊车的三角桁架中构件AB在载荷G的作用下承受拉力F的作用。图7.1简易吊车与铰结四杆机构图7.1（b）中所示发动机的连杆AB在载荷的

2、作用下承受轴向力的作用。上述构件的受力沿着构件的轴线方向构件产生沿轴线方向的伸长或缩短的变形形式，这种形式的受力构件称为“拉杆”和“压杆”。图7.1简易吊车与铰结四杆机构7.2轴向拉伸与压缩时杆件横截面上的内力与应力7.2.1轴向拉伸与压缩杆件的内力7.2.2轴向拉伸与压缩杆件横截面的应力作用于构件上的外力在材料力学中称为载荷。在工程实际中构件承受的外力形式是各种各样的，其中载荷的作用线与构件的轴线相重合的外力形式是本章讨论的问题。7.2.1轴向拉伸与压缩杆件的内力内力的概念构件工作时承受载荷，构件内各部分之间存在着相互作用的力，它维护构件各部分之间的联系及构件的尺寸和形状，维护构件的工作状

3、态。构件在外力的作用下内部某一部分与另一部分之间相互作用的力称为（附加）内力。动力学部分研究外力对物体运动状态的影响。构件的内力随着外力的变化而变化，对于确定的材料，内力的大小及在构件内部的分布方式与构件的承受载荷的能力密切相关，内力的分析是解决构件强度、刚度和稳定性的基础。7.3杆件拉伸与压缩时的变形、胡克定律7.3.1变形、应变的概念7.3.2横向变形系数7.3.3胡克定律7.3杆件拉伸与压缩时的变形、胡克定律实验结果表明，杆件受到轴向外力作用时会产生相应的变形，既产生沿轴线方向的纵向变形，也产生垂直于轴线方向的横向变形。拉压杆的变形图拉压杆变形拉压杆的变形参见p126图6-1正应力：剪应

4、力：拉压杆的变形图拉压杆变形应力：杆的纵向绝对变形为杆的横向绝对变形为为了度量杆的变形程度，用单位长度内杆的变形即线应变来衡量。杆的纵向线应变为：杆的横向线应变为：横向变形系数实验表明，对于相同的材料，有：不特别指明时，均指纵向变形。μ——泊松比，参见教材表7－1胡克定律讨论：影响变形量的因素胡克定律胡克定律E：弹性模量}杆件变形量计算：三者之间的关系？}杆件变形量计算：分段型连续型教材p108例题6-8例.一阶梯杆受力如图所示，AB段的横截面积为A1=300mm2,BC和CD段的横截面积为A2=200mm2材料的E=200GPa，求：杆的最大正应力，杆下端D截面的轴向位移。变截面杆斜截面上的

5、应力教材p103例题6-57.4材料拉伸与压缩时的机械性能7.4.1拉伸实验与应力—应变曲线7.4.2材料拉伸时的力学性能7.4.3材料压缩时的力学性能7.4材料拉伸与压缩时的机械性能构件承受外力的能力和变形不仅与构件的尺寸和承受的载荷有关，而且与所选用材料的力学性能有关，材料的力学性能是指材料承载时，在强度和变形等方面所表现出来的特性。不同材料在受力时所表现的特性是不同的，材料的性能是影响构件强度、刚度、稳定性的重要因素。材料的力学性能只能由试验测定而来。通过实验建立理论，再通过实验来验证理论是科学研究的基本方法。7.4.1拉伸实验与应力—应变曲线温度和加载方式对材料的力学性能有着很大的影响

6、，我们这里所讨论的材料力学性能是指常温、静载下的性能。工程中常根据材料的塑性大小将材料分为塑性材料和脆性材料。塑性材料包括钢、铜、铝等可产生较大变形的材料，以低碳钢和铸铁为典型代表，我们分别介绍几种典型材料的力学性能。7.4.1拉伸实验与应力—应变曲线静载拉伸试验是材料力学的最基本的试验之一。其基本过程如下：首先把所要试验的材料做成一定形状和尺寸的标准试件，如图所示。通常采用圆截面的标准长试件（L=10d）或短试件（L=5d）。图7.8拉伸实验圆试件(p132-133）7.4.1拉伸实验与应力—应变曲线图7.9低碳钢的F-ΔL和σ-ε曲线7.4.2材料拉伸时的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能

7、低碳钢是工程上广泛使用的金属材料，它在拉伸时表现出来的力学性能具有典型性，图7.9(b)是低碳钢拉伸时的应力—应变曲线。7.4.2材料拉伸时的力学性能1.低碳钢拉伸时的力学性能结合应力—应变曲线及试验的现象，可将试件的拉伸过程分为四个阶段。弹性阶段屈服阶段强化阶段颈缩阶段7.4.2材料拉伸时的力学性能弹性阶段所谓弹性阶段是以弹性变形命名的。弹性变形是指将外力撤去后，随之消失的那部分变形。如图7.9