《给水轴向拉压》PPT课件

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1、第二章轴向拉伸和压缩材料力学2拉压§2–1轴向拉压的概念及实例轴向拉压的外力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。一、概念轴向拉压的变形特点：杆的变形主要是轴向伸缩，伴随横向缩扩。轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向变粗。13拉压轴向压缩，对应的力称为压力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。力学模型如图24拉压工程实例二、35拉压6拉压一、内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。§2–2内力·截面法·轴力及轴力图7主矢主矩xyzNTQyQzMyMz内力的分量N轴力;T扭矩;Qy,

2、Qz剪力;My,Mz弯矩。8拉压二、截面法·轴力内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。1.截面法的基本步骤：①截开：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。②代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。③平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力对所留部分而言是外力）。9拉压2.轴力——轴向拉压杆的内力，用N表示。例如：截面法求N。AFF简图AFFFAFN截开：代替：平衡：10①反映出轴力与截面位

3、置变化关系，较直观；②确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据。拉压三、轴力图——N(x)的图象表示。3.轴力的正负规定:N>0NNN<0NNFNxF+意义离开截面为正，指向截面为负拉为正，压为负注意：内力符号规定与静力学不同，是以变形的不同确定正负，截面上的未知内力皆用正向画出11拉压解：2kN3kN4kN3kN2kNFN1[例1]求各截面轴力。2kN3kNFN22kN3kNFN34kN12拉压2kN3kN4kN3kN2kNFN12kN3kNFN23kNN2kN+––1kN3kNFN313拉压[习题1]图示杆的

4、A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、P的力，方向如图，试画出杆的轴力图。解：求OA段内力N1：设置截面如图ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN114拉压同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：N2=–3PN3=5PN4=P轴力图如右图BCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4Nx2P3P5PP++–15[习题2]设一杆轴线同时受力P1,P2,P3的作用，其作用点分别为A、C、B,求杆的轴力。P1=2kNP1=2kNS1´=2kNP2=3kNP2=3kNP3=1kNAABCCs1s21211P1=2kNP2=3kNA

5、C12P3=1kNB2BS2´P3=1kNABC2kN1kN轴力图拉压16拉压17试分析杆的轴力要点：逐段分析轴力；设正法求轴力（F1=F，F2=2F）拉压18拉压轴力(图)的简便求法：轴力图的特点：突变值=集中载荷轴力等于截面一侧所有外力的代数和，异向为正，同向为负。5kN8kN3kN+–3kN5kN8kN未知轴力一律假定为拉力19已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图。11习题3FN1F1解：1、计算各段的轴力。F1F3F2F4ABCDAB段BC段2233FN3F4FN2F1F2CD段2、绘制轴力

6、图。拉压20拉压解：x坐标向右为正，坐标原点在自由端。取左侧x段为对象，内力N(x)为：qqLxO[例2]图示杆长为L，受分布力q=kx作用，方向如图，试画出杆的轴力图。Lq(x)Nxxq(x)NxO–1221拉压一、应力的概念§2–3横截面上的应力问题提出：PPPP1.内力大小不能衡量构件强度的大小。2.强度：①内力在截面分布集度应力；②材料承受荷载的能力。1.定义：由外力引起的内力集度。22内力在截面上的聚集程度，以分布在单位面积上的内力来衡量它，称为应力。单位：帕斯卡（Pa），或kPa,Mpa,GPa1Pa=1N/m2,1Mpa=106Pa1G

7、Pa=103MPa=109Pa拉压23拉压工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。PAM①平均应力：②全应力（总应力）：2.应力的表示：24拉压③全应力分解为：pM垂直于截面的应力称为“正应力”(NormalStress)；位于截面内的应力称为“切应力”(ShearingStress)。25拉压变形前1.变形规律试验及平面假设：平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面。纵向纤维变形相同。abcd受载后PPd´a´c´b´二、拉（压）杆横截面上的应力（回答三个问题）2

8、6拉压均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。2.拉伸应力：sN(x)P轴力引起的正应力——：