材料力学PPT课件.ppt

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1、材料力学第一章轴向拉伸与压缩§1–1工程实际中的轴向拉伸与压缩问题§1-5拉伸与压缩时材料的力学性能§1-7拉伸和压缩静不定问题第一章轴向拉伸与压缩§1-6轴向拉伸和压缩时的强度计算§1–2轴向拉伸和压缩时的内力§1–3横截面上的应力§1-4轴向拉伸或压缩时的变形§1-8应力集中的概念§1-9变形能的概念一、工程实例斜拉桥§1–1工程实际中的轴向拉伸与压缩问题受力特点：外力合力的作用线与杆的轴线重合。二、轴向拉压的特点变形特点：沿杆件的轴线伸长和缩短。轴向拉伸偏心拉伸FFFF§1–2轴向拉伸和压缩时的内力轴向拉(压)杆的内力—轴

2、力FFmmFNFmm取左段：取右段：FN—轴力FNFmm226kN10kNFN26kN10kN4kN8kN1122333-3截面:4kNFN333FFmmFFN正应力的分布规律：§1–3横截面上的应力正应力在横截面上均匀分布（2.1）[例2]已知：F=15kN，AB杆d=20mm，求AB杆内的应力。FFN2FN130°A解：FACB30°12注意：代入数据时单位要统一：N——m——PaN——mm——MPa另：长度用mm为单位代入§1-5拉伸与压缩时材料的力学性能已知：F=15kN，AB杆d=20mm，求AB杆内的应力。问：A

3、B杆是否安全？FACB30°12一、拉伸时材料的力学性能1、拉伸试验国家标准：GB/T228-2019《金属拉伸试验方法》力学性能：材料在外力作用下表现的变形和破坏等方面的特性。§1-5拉伸与压缩时材料的力学性能2、试件：l——标距l圆截面试样l=5d5倍试样l=10d10倍试样试验条件：常温(20℃)；静载（缓慢地加载）；3、试验仪器：万能材料试验机作业：1-1d，1-7拉伸试件3、试验仪器：万能材料试验机yzxCcabdΔxcabdΔxΔudx绝对变形：Δu平均应变：C点沿x方向的线应变(normalstrain)：角应变（

4、剪应变）γ(shearingstrain)：单元体原来的两棱边所夹直角的改变量。应变Δl4、拉伸图(F-Δl曲线)FΔlF-Δl曲线FFl1lΔl=l1－l5、应力-应变曲线(-曲线)-曲线低碳钢：含碳量在0.3％以下-曲线（1）弹性阶段（2）屈服阶段（3）强化阶段（4）局部变形阶段二、低碳钢在拉伸时的力学性能1234e—弹性极限（1）弹性阶段(oB段)ep线弹性阶段(oA段)p—比例极限E—弹性模量（杨氏模量Young’smodulus）在线弹性阶段内量纲和单位与相同胡克定律RobertHooke(163

5、5-1703)英国数学家材料常数，ThomasYoung(1773-1829)托马斯杨英国医生兼物理学家oBAs—屈服极限（2）屈服阶段在屈服阶段内，试件产生显著的塑性变形。s2屈服极限s是衡量材料强度的重要指标o1e（1）弹性阶段(oB段)s—屈服极限在屈服阶段内，试件产生显著的塑性变形。屈服极限s是衡量材料强度的重要指标（3）强化阶段b3eps12ｂ—强度极限强度极限ｂ是材料所能承受的最大应力，是衡量材料强度的另一重要指标。（2）屈服阶段（1）弹性阶段(oB段)（4）局部变形阶段颈缩现象：b-

6、曲线eps3124ｂ---强度极限e--弹性极限p--比例极限s---屈服极限（5）强度指标和塑性指标：伸长率:断面收缩率：材料分类：脆性材料和塑性材料＜5％为脆性材料≥5％为塑性材料材料名称牌号s/MPab/MPa/%普通碳素钢Q235Q25521623525527537346149060825271921优质碳素结构钢4535359816普通低合金钢Q345Q39027434333341247151049054919211719合金结构钢40Cr54083510表1-2几种

7、金属材料的力学性能（6）卸载定律和冷作硬化—曲线sbOOcb卸载定律：在卸载过程中，应力和应变按直线规律变化。比例极限得到提高但塑性变形和伸长率有所降低三、其他塑性材料在拉伸时的力学性能材料名称牌号s/MPab/MPa/%普通碳素钢Q235Q25521623525527537346149060825271921优质碳素结构钢4535359816普通低合金钢Q345Q39027434333341247151049054919211719合金结构钢40Cr54083510表1-2几种金属材料的力学

8、性能Q345钢（16Mn钢）ｂ=470630MPas=345MPa=20％15MnVNq钢s=420MPa（Q345钢）三、其他塑性材料在拉伸时的力学性能(P24)黄铜碳素工具钢合金结构钢低碳钢（16Mn）低合金钢es无明显屈服现象的塑性材料%0.2s