材料力学 Ⅰ 第2版 教学课件 作者 金忠谋 2拉压.ppt

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1、材料力学第二章轴向拉伸与压缩一、轴向拉伸与压缩概念与实例材料力学内燃机的连杆连杆轴向拉伸与压缩/轴向拉伸与压缩概念与实例轴向拉压的工程实例：材料力学由二力杆组成的桥梁桁架轴向拉压的工程实例：轴向拉伸与压缩/轴向拉伸与压缩概念与实例材料力学由二力杆组成的桁架结构轴向拉压的工程实例：轴向拉伸与压缩/轴向拉伸与压缩概念与实例材料力学轴向拉压的概念：F1F1F2ABCF（2）变形特点：杆沿轴线方向伸长或缩短。（1）受力特点：外力合力作用线与杆轴线重合。F2轴向拉伸与压缩/轴向拉伸与压缩概念与实例材料力学二、

2、横截面上的内力和应力材料力学FF轴向拉压FFF2FF2FFFe轴向拉伸和弯曲变形拉伸与压缩/横截面上的内力和应力材料力学轴力—通过横截面形心且垂直于横截面作用的内力。——轴力，单位：牛顿（N）轴力正负号规定：同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具有相同的正负号。轴力以拉为正，以压为负。拉伸与压缩/横截面上的内力和应力材料力学应力—分布内力在截面内一点的密集程度拉伸与压缩时横截面上的应力FF11F应力的合力=该截面上的内力确定应力的分布是超静定问题拉伸与压缩/横截面上的内力和应力材料力学研究方法

3、：实验观察作出假设理论分析实验验证1.实验观察FFabcd变形前：变形后：2.假设:横截面在变形前后均保持为一平面——平面截面假设。横截面上每一点的轴向变形相等。拉伸与压缩/横截面上的内力和应力材料力学3.理论分析横截面上应力为均匀分布，以表示。FFFN=FFF根据静力平衡条件：即4、实验验证拉伸与压缩/横截面上的内力和应力材料力学FF331122FFF的适用条件:1.只适用于轴向拉压杆件。2.只适用于离杆件受力区域稍远处的横截面。正负号规定：拉应力为正，压应力为负。拉伸与压缩/横截面

4、上的内力和应力材料力学圣维南原理：作用于杆上的外力可以用其等效力系代替，但替换后外力作用点附近的应力分布将产生显著影响，且分布复杂，其影响范围不超过杆件的横向尺寸。外力的等效外力对内力的影响区域标拉伸与压缩/横截面上的内力和应力材料力学三、斜截面上的应力材料力学FFF拉伸与压缩/斜截面上的应力n(1)内力确定：材料力学F式中为斜截面的面积，为横截面上的应力。实验证明：斜截面上既有正应力，又有切应力，且应力为均匀分布。(2)应力确定：拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学nFFn为横截面上的应

5、力。Fn拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学3.正负号规定：：横截面外法线转至斜截面的外法线，逆时针转向为正，反之为负；：拉应力为正，压应力为负；：对脱离体内一点产生顺时针力矩的切应力为正，反之为负；nF拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学1)2)即横截面上的正应力为杆内正应力的最大值，而切应力为零。即与杆件成45°的斜截面上切应力达到最大值，而正应力不为零。3)即纵截面上的应力为零，因此在纵截面不会破坏。4)4.斜截面上最大应力值的确定拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学切应力互等定理：二个相互垂

6、直的截面上，切应力大小相等、方向相反。5.切应力互等定理拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学例题2-1阶段杆OD，左端固定，受力如图，OC段的横截面面积是CD段横截面面积A的2倍。求杆内最大轴力，最大正应力，最大切应力与所在位置。O3F4F2FBCD221133拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学O3F4F2FBCD解：1.计算左端支座反力2.分段计算轴力221133O4FB22(压)拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学O3F4F2FBCD3F-图2F-F++-（在OB段）注意:在集中外力作用的截面上，轴

7、力图有突变，突变大小等于集中力大小.2211333.作轴力图——表示轴力沿杆件轴线变化规律的图线。拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学4.分段求（在CD段）5.求（在CD段与杆轴成45°的斜面上）O3F4F2FBCD1133拉伸与压缩/斜截面上的应力材料力学三、拉（压）时的强度计算材料力学杆件中的应力随着外力的增加而增加，当其达到某一极限时，材料将会发生破坏，此极限值称为极限应力或危险应力，以表示。工作应力拉伸与压缩/拉（压）时的强度计算材料力学引入安全因数n，定义（材料的许用应力）（n>1）引入安全

8、系数的原因：1)作用在构件上的外力常常估计不准确；2)构件的外形及所受外力较复杂，计算时需进行简化，因此工作应力均有一定程度的近似性；3)材料均匀连续、各向同性假设与实际构件的出入，且小试样还不能真实地反映所用材料的性质等。拉伸与压缩/拉（压）时的强度计算材料力学构件拉压时的强度条件拉伸与压缩/拉（压）时的强度计算材料力学可以解决三类问题：1)选择截面尺寸;例如已知，则2)确定最大许可载荷，如已知，则3)强度校核。如已知，则<=>拉伸与压缩/拉（压）时的强度计算材