Ge04材料力学拉伸与压缩ppt课件.ppt

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1、第四章拉伸与压缩ChapterFourTensionandCompression4.1拉压杆的应力4.2拉压杆的变形和位移4.3拉压杆的超静定问题本章内容小结本章基本要求背景材料4.4连接件的实用计算背景材料正确应用杆件拉压正应力公式和变形公式，能熟练地进行拉压问题的强度和刚度分析。能正确计算简单桁架结点的位移。能正确分析和计算简单拉压超静定问题。本章基本要求4.1.1横截面上的应力4.1拉压杆的应力拉压杆的平截面假设利用平截面假设，能得到横截面上正应力分布的规律吗？1.横截面上正应力公式各点位移相同各点应变相同各点

2、应力相同重要公式AFN=s2.正应力公式的应用◆强度校核◆许用荷载计算◆截面尺寸设计AFN=s根据平截面假设，能得到横截面上有关切应力的结论吗？结论在拉压杆的横截面上切应力为零。例设AB、CD均为刚体,F=39kN,①、②两杆[]=160MPa,直径均为25mm,试校核此结构的强度。分析危险杆件②号杆更危险，故只需校核②号杆的强度。故结构安全0.7530°①②ABCDF3m0.63.2m0.75ABF3m0.63.2mN1①②CDE0.63.2m30°N2N10.7530°①②ABCDF3m0.63.2m轴力分析与

3、上题相同。取d1=16mm取d2=25mm①号杆：②号杆：直径确定0.7530°①②ABCDF3m0.63.2m例设AB、CD均为刚体,F=39kN,①、②两杆[]=160MPa,试求两杆所需直径。分析①号杆：0.7530°①②ABCDF3m0.63.2m0.75ABF3m0.63.2mN1例设AB、CD均为刚体,①号杆直径为25mm，②号杆直径为35mm，两杆[]=160MPa,试求许用荷载[F]。分析①号杆：0.75ABF3m0.63.2mN1例设AB、CD均为刚体,①号杆直径为25mm，②号杆直径为35mm

4、，两杆[]=160MPa,试求许用荷载[F]。分析②号杆：分析①号杆：故有0.75ABF3m0.63.2mN1①②CD0.63.2m30°N2N1例设AB、CD均为刚体,①号杆直径为25mm，②号杆直径为35mm，两杆[]=160MPa,试求许用荷载[F]。0.7530°①②ABCDF3m0.63.2m分析与讨论载荷可在AB上水平移动在校核强度时应如何考虑荷载？与上面的例子相比较，所确定的两杆直径有何变化？与上面的例子相比较，所确定的许用荷载有何变化？30°BD0.63.2mA3.75mF注意在荷载有作用位置或角

5、度变化的情况下，应在对构件的最不利位置上考察强度。例如图的结构中荷载可在刚性梁上移动。结构中距离b不可改动。求在满足强度要求下，使斜撑用料最省的角度。斜撑中的轴力斜撑横截面上的正应力斜撑的重量使斜撑重量最小的角度blLA考虑横梁的平衡blLAFblLAFblLAF过小blLAFblLAF过大blLAFblLANFblLANF数学工具箱函数在x0处取极值的必要条件是。若，则函数取极小值。若，则函数取极大值。若，则函数取驻值。xyx0yx0xyx0例在如图的桁架中，水平杆CB的长度保持不变，斜角则

6、可以变化。两杆由同一材料制成，且[t]=[c]。要使结构最经济，角度应为多少？ABCF12L由结点B的平衡可得ABCF12LN2N1ABCF12L由结点B的平衡可得ABCF12L例在如图的桁架中，水平杆CB的长度保持不变，斜角则可以变化。两杆由同一材料制成，且[t]=[c]。要使结构最经济，角度应为多少？使V取极值的应满足例在如图的桁架中，水平杆CB的长度保持不变，斜角则可以变化。两杆由同一材料制成，且[t]=[c]。要使结构最经济，角度应为多少？ABCF12L近代科学与技术随着经济的发

7、展，随着人类文明的进步，也随着环境的日益恶化和资源的日益减少，人们对工程结构具有最优性质的要求越来越广泛和迫切。结构优化设计StructuralOptimumDesign近代科学与技术优化设计设计变量最优解搜索直接方法数值方法最优解有限元目标函数约束条件3.正应力公式适用范围截面尺寸变化大的区域集中力作用的端面附近截面尺寸突变的区域含有孔、槽的区域4.应力集中(stressconcentration)由于构件外形的突然变化，会引起局部应力的急剧增大。这种现象称为应力集中。用脆性材料制成的构件对应力集中更为敏感。应力集

8、中的例子应力集中的例子应力集中的例子应力集中的例子应力集中现象削弱了构件的强度，工程中一般需采取措施来降低应力集中的程度。分析与讨论为什么脆性材料构件中的应力集中比塑性材料中的应力集中更危险？5.圣维南原理(Saint-Venantprinciple)hh/4hh/2hh应力变形h4h2hhh如果作用在物体某些边界上的小面积上的力系用静力等效的