工程力学 教学课件 作者 樊爱珍 主编 翟芳婷 副主编14-轴向拉压概念和内力.ppt

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1、第四章拉压杆件的概念与内力工程力学主要内容一、材料力学基本概念；二、轴向拉压的概念；三、轴向拉压的内力。课件1、研究对象：变形体2、基本假设(1)均匀连续性假设假定变形体内部毫无空隙地充满物质，且各点处的力学性能都是相同的。(2)各向同性假设假定变形体材料内部各个方向的力学性能是相同的。(3)弹性小变形假设弹性变形—卸载后能够完全消失的变形。塑性变形—卸载后不能消失的变形。一、材料力学的基本概念课件3、材料力学研究内容（1）构件的承载能力：包括以下三个方面强度—构件抵抗破坏的能力。稳定性—压杆维持直线平衡状态的能力。刚度—构件抵抗变形的能力。（2）经济性—经济节约

2、，降低生产成本。（3）材料力学的任务—在满足构件既安全又经济的前提下，为构件选择合适的材料，设计合理的截面形状和尺寸，提供必要的理论基础和实用的计算方法。课件4、杆件变形的基本形式a轴向拉伸和压缩变形b剪切变形c扭转变形d弯曲变形四种基本变形两种组合变形图1基本变形课件二、轴向拉压的概念1、受力特点：2、变形特点：杆件沿着轴线伸长或缩短。杆件所受的外力作用线与轴线重合。拉压—动画演示课件3、工程实例(a)（b）（c）图2轴向拉压（a）螺栓受力图；（b）拉压示意图；（c）桁架示意图课件轴向压缩杆件轴向压缩杆件图3工程实例课件课堂练习：图4分析下面杆件在不同力作用下的

3、变形是否属于轴向压缩变形？（a）（b）（c）（d）FFFFFFFF课件FNFFF1、杆件横截面上的内力：由外力引起杆件内部材料物质间相互作用力的改变量，称为内力。2、内力的求解：三、轴向拉压的内力图示为一压杆的力学模型，为了确定其横截面m-m的内力，可以假想地用截面m-m把杆件截开，分为上、下二段。由二力平衡知，该内力必与外力F共线，且沿杆轴线方向，称为轴力，用FN表示。列平衡方程可得mmmm拉压的内力—动画演示图5课件3.截面法以上求内力的方法称为截面法，其步骤如下：假想地用一个截面把杆件分为两段—取出任一段为研究对象—将另一段对该段截面的作用力，用内力代替—列

4、平衡方程式求出该截面内力的大小。课件结论截面法求轴力的步骤：1、切开；2、画受力图；3、列平衡方程课件例1：用截面法求1-1、2-2、3-3截面的轴力。10kN10kN11223310kN11FN110kNFN2FN310kN2233课件F2F例2：求1-1、2-2、3-3截面的轴力。112233F2F2F11FN1FN2FN322332FF课件F2F例3：求1-1、2-2、3-3截面的轴力。112233F2F11FN12FFN2222FFN333F课件例4：应用截面法求1-1、2-2截面的轴力，并画出轴力图。10kN10kN112210kN11FN1FN10kN

5、此图为轴力图10kN22FN2四、轴力图的绘制课件结论从截面法求轴力可以得出：两外力作用点之间各个截面的轴力相等，轴力图是一条水平线。课件FFxFN2FFFABC例5：求1-1、2-2截面的轴力，并画出轴力图。1122课件F2F例6：求1-1、2-2、3-3截面的轴力，画出轴力图。112233FFN2FxF课件例7：求1-12-23-3截面的轴力，画出轴力图30kN10kN112233FN10kN20kN10kNx30kN10kN课件结论绘制轴力图的简便方法：左侧：拉力向上画，压力向下画；大小同外力。即：向左的力向上画，向右的力向下画。课件30kN10kN例8：变

6、截面轴受力如图，画出其轴力图。30kN10kN20kN20kN10kNxFN课件FFFFxFNxFN例9：应用截面法求1-1、2-2截面的轴力，并画出轴力图。11222211（b）(a)课件FFFFxFNxFNABABC（d）(c)例10：应用截面法求1-1、2-2截面的轴力，并画出轴力图。11221122课件思考：轴力图与杆件的粗细有关吗？？课件FF2FFxFNxFN2FF2FFFFABCABC例11：应用截面法求1-1、2-2截面的轴力，并画出轴力图。22112211（b）(a)课件结论拉截面的外力作用处，轴力图向上突变；压截面的外力作用处，轴力图向上突变。

7、相邻两外力作用点之间轴力图是一条水平线。课件课堂练习：1、各轴受力如图，试求各临界端截面（所取截面无限靠近端面）的轴力，并画其轴力图。（b）10kN20kN10kN10kN10kNABCABC1122112233图13(a)课件评价课件课堂练习：2、画出个杆件的轴力图。图13FF2FF2FFABCABC（b）(a)课件课堂练习：3、试用快捷方法画出轴力图。图13（a）2FF（b）2kN（d）F2F2FFFF2F2F（c）3kN4kN课件思考：怎样判断杆件在轴向力作用下的危险截面？？课件小结一、轴向拉伸（压缩）的概念；二、截面法求横截面上的内力；三、轴力图的绘制；四

8、、轴力图绘