拉伸压缩与剪切ppt课件.ppt

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1、第二章拉伸、压缩与剪切§2.1轴向拉伸与压缩的概念1.受力特征杆件上外力合力的作用线与杆件轴线重合1.受力特征杆件上外力合力的作用线与杆件轴线重合1.受力特征杆件上外力合力的作用线与杆件轴线重合2.变形特征:沿轴线方向伸长或缩短1.受力特征杆件上外力合力的作用线与杆件轴线重合2.变形特征：沿轴线方向伸长或缩短3.简化力学模型§2.2轴向拉、压横截面内力和应力一、轴力截面法FFFF拉伸为正，压缩为负求图示杆1-1、2-2、3-3截面的轴力20kN15kN15kN10kN112233例题2-1解：1110kN2210kN20kN3315kN以轴力FN为纵坐标，截面位置为横坐标，杆件沿轴线方向轴

2、力的变化曲线求图示杆1-1、2-2、3-3截面的轴力20kN15kN15kN10kN112233例题2-110205ABCDE11223344图示悬臂杆，沿轴线方向的作用力为：FB=40kN，FC=55kN，FD=25kN，FE=20kN。试求图示指定截面的内力，并作出其轴力图。例题2-21020550二、拉伸或压缩时截面上的应力（1）变形现象观察与分析杆件表面：纵向纤维均匀伸长横向线段仍为直线，且垂直于杆轴线；推断：内部纵向纤维也均匀伸长，横截面上各点沿轴向变形相同。（2）平面假设拉伸压缩杆件变形前后，各截面仍保持平面。（3）横截面上的应力横截面上每根纤维所受的内力相等——横截面上应力

3、均匀分布（3）横截面上的应力——横截面上的正应力，拉正压负FN——截面上的轴力；A——横截面的面积说明：（1）适用于杆件压缩的情形；（2）不适用于集中力的作用点处；（3）当FN=FN(x)，A=A(x)时，三、圣维南(SaintVenant)原理：作用于物体某一局部区域内的外力系，可以用一个与之静力等效的力系来代替。而两力系所产生的应力分布只在力系作用区域附近有显著的影响，在离开力系作用区域较远处，应力分布几乎相同FFFFFF§2.3直杆轴向拉压时斜截面上的应力kk将斜截面上的应力分解为：——斜截面上的正应力——斜截面上的切应力ap——斜截面上的正应力——斜截面上的切应力讨论：§2.4材料拉

4、伸时的力学性能一、概述材料的力学性能：指材料在外力的作用下，其变形、破坏等方面的力学特性。——由实验测定常温静载试验：在室内温度（20°）下，以缓慢平稳的加载方式进行的试验。试件：圆形截面矩形截面hbll——试件的工作段长度，称为标距万能试验机电子试验机试验设备通过该实验可以绘出载荷—变形图和应力—应变图液压式万能试验机底座活动试台活塞油管二、低碳钢拉伸时的力学性能1.试验过程：拉伸图应力应变曲线A——试件原始的截面积l——试件原始标距段长度变形是弹性的卸载时变形可完全恢复Oa段:应力应变成线性关系——材料的弹性模量(直线段的斜率)——Hooke定律——比例极限——弹性极限一般材料，比例极限

5、与弹性极限很相近，认为：2.低碳钢拉伸的四个阶段：（1）弹性阶段（ob段）（2）屈服阶段（bc段）——屈服阶段应力的最小值称为屈服极限；应力变化很小——比例极限——弹性极限变形增加很快卸载后变形不能完全恢复(塑性变形)（2）屈服阶段（bc段）——屈服阶段应力的最小值称为屈服极限；应力变化很小——比例极限——弹性极限变形增加很快卸载后变形不能完全恢复(塑性变形)重要现象：在试件表面出现与轴线成45°的滑移线。屈服极限——是衡量材料强度的重要指标；低碳钢：（3）强化阶段（ce段）要继续增加变形必需增加拉力材料恢复抵抗变形的能力——强化阶段应力的最大值，称为强度极限是衡量材料强度另一重要指标低碳钢

6、：（3）强化阶段（ce段）要继续增加变形必需增加拉力材料恢复抵抗变形的能力d卸载定律：在强化阶段某一点d卸载，卸载过程应力应变曲线为一斜直线，直线的斜率与比例阶段基本相同。冷作硬化现象：在强化阶段某一点d卸载后，短时间内再加载，其比例极限提高，而塑性变形降低。d（4）局部变形阶段（ef段）名义应力下降变形限于某一局部出现颈缩现象最后在颈缩处拉断。d（4）局部变形阶段（ef段）名义应力下降变形限于某一局部出现颈缩现象最后在颈缩处拉断。低碳钢拉伸四个阶段：（1）弹性阶段（ob段）（2）屈服阶段（bc段）（3）强化阶段（ce段）（4）局部变形阶段（ef段）d3.低碳钢的强度指标与塑性指标：(1)强

7、度指标：——屈服极限；——强度极限；(2)塑性指标：——伸长率或延伸率——断面收缩率塑性材料：脆性材料：低碳钢：三、其它塑性材料拉伸时的力学性能30铬锰钢50钢A3钢硬铝青铜名义屈服极限对于在拉伸过程中没有明显屈服阶段的材料，通常规定以产生0.2％的塑性应变所对应的应力作为屈服极限，并称为名义屈服极限，用s0.2来表示名义屈服极限：四、铸铁拉伸时的力学性能没有屈服和颈缩现象；强度极限是衡量强度的唯一指标。没有