杆件的轴向拉压变形及强度计算ppt课件.ppt

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1、杆件的拉压变形及强度计算目录一、概述二、杆件的轴向拉压变形分析三、材料在拉伸和压缩时的力学性质四、拉（压）杆的强度计算杆件的拉压变形及强度计算古代建筑结构建于唐末（857年）的山西五台山佛光寺东大殿目录一、概述古代建筑结构建于辽代（1056年）的山西应县佛宫寺释迦塔塔高9层共67.31米，用木材7400吨900多年来历经数次地震不倒，现存唯一木塔目录古代建筑结构2200年以前建造的都江堰安澜索桥目录古代建筑结构建于隋代（605年）的河北赵州桥桥长64.4米，跨径37.02米，用石2800吨目录桥

2、梁结构二目录航空航天目录强度：即抵抗破坏的能力刚度：即抵抗变形的能力稳定性：即保持原有平衡状态的能力构件的强度、刚度和稳定性不仅与构件的形状有关，而且与所用材料的力学性能有关，因此在进行理论分析的基础上，实验研究是完成材料力学的任务所必需的途径和手段。构件的承载能力目录四川彩虹桥坍塌目录目录美国纽约马尔克大桥坍塌拉压变形拉（压）、剪切、扭转、弯曲剪切变形杆件的基本变形：目录扭转变形弯曲变形目录二、杆件的轴向拉压变形分析教学目标：1、轴向拉伸、压缩时的内力、轴力概念；2、轴力的分析及轴力图画法；3

3、、轴向拉、压时杆件横截面上应力概念及计算。教学重点：1、轴向拉伸、压缩时内力的概念；2、截面法求轴力；3、拉压杆横截面上的应力分析及计算。教学难点：轴力及应力的分析计算。小结:以例题说明轴力及应力计算要点。作业:3-2、3-3目录一、轴向拉伸和压缩的概念目录目录目录特点：作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。杆的受力简图为FF拉伸FF压缩目录目录FF1、轴力：横截面上的内力2、截面法求轴力mmFFN切:假想沿m-m横截面将杆切开留:留下左半段或右半段代:

4、将抛掉部分对留下部分的作用用内力代替平:对留下部分写平衡方程求出内力即轴力的值FFN目录二、拉伸和压缩时的内力、截面法和轴力3、轴力正负号：拉为正、压为负4、轴力图：轴力沿杆件轴线的变化由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以称为轴力。FFmmFFNFFN目录轴力和轴力图已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图。11例题3-1FN1F1解：1、计算各段的轴力。F1F3F2F4ABCDAB段BC段2233FN3F4FN

5、2F1F2CD段2、绘制轴力图。目录目录三、应力概念、拉（压）杆横截面上的应力杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆件的强度。目录——横截面上的应力目录——横截面上的应力目录——横截面上的应力该式为横截面上的正应力σ计算公式。正应力σ和轴力FN同号。即拉应力为正，压应力为负。目录根据杆件变形的平面假设和材料均匀连续性假设可推断：轴力在横截面上的分布是均匀的，且方向垂直于横截面。所以，横截面的正应力σ计算公式为：拉(压)杆横截面上的应力σ=MPaFN表示横截面轴力（

6、N）A表示横截面面积（mm2）FFmmnnFFN——横截面上的应力目录截面上的应力例题3-2图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已知F=20kN；斜杆AB为直径20mm的圆截面杆，水平杆CB为15×15的方截面杆。FABC解：1、计算各杆件的轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点B为研究对象45°12FBF45°目录截面上的应力2、计算各杆件的应力。FABC45°12FBF45°目录三、材料在拉伸和压缩时的力学性质教学目标：1.拉伸、压缩试验简介；2.应力-应变曲线分析；3.低碳钢与

7、铸铁的拉、压的力学性质；4.试件的伸长率、断面收缩率计算。教学重点：1.应力-应变曲线分析；2.材料拉、压时的力学性质。教学难点：应力-应变曲线分析。小结:塑性材料与脆性材料拉伸时的应力-应变曲线分析。作业:复习教材相关内容。1、材料拉伸时的试件力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学性能试件和实验条件常温、静载§2-4目录2、材料拉伸时的设备目录3、材料拉伸时的应力－应变曲线低碳钢的拉伸目录明显的四个阶段1、弹性阶段ob比例极限弹性极限2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力）屈服

8、极限3、强化阶段ce（恢复抵抗变形的能力）强度极限4、局部径缩阶段ef目录材料拉伸时的两个塑性指标两个塑性指标:断后伸长率断面收缩率为塑性材料为脆性材料低碳钢的为塑性材料目录4.卸载定律及冷作硬化卸载定律及冷作硬化1、弹性范围内卸载、再加载2、过弹性范围卸载、再加载即材料在卸载过程中应力和应变是线形关系，这就是卸载定律。材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。目录5、其他材料拉伸时的力学性质其它材料拉伸时的力学性质对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限σp0.2来表示。