化工设备机械基础ppt课件.ppt

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1、第二章拉伸与压缩12200年以前建造的都江堰安澜索桥引言2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吨引言3引言4比萨斜塔引言5引言6引言7引言8§2-1材料力学的基本概念一、任务与研究对象强度：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9伽利略Galilei1564-1642§2-1材料力学的基本概念10§2-1材料力学的基本概念11四川彩虹桥

2、坍塌§2-1材料力学的基本概念12美国纽约马尔克大桥坍塌§2-1材料力学的基本概念13二、内力与截面法外力作用引起构件内部的附加相互作用力。求内力的方法－－截面法内力§2-1材料力学的基本概念14FF1、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: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§2-1材料力学的基本概念轴力和轴力图15已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图。11例题2-1FN1F1解：1、计算各段的轴力。F1F3F

3、2F4ABCDAB段BC段2233FN3F4FN2F1F2CD段2、绘制轴力图。§2-1材料力学的基本概念16§2-1材料力学的基本概念17§2-1材料力学的基本概念18FSMFFaa§2-1材料力学的基本概念19拉压变形拉（压）、剪切、扭转、弯曲剪切变形§2-1材料力学的基本概念三、构件及杆件变形的基本形式20扭转变形弯曲变形§2-1材料力学的基本概念21§2-2拉伸和压缩轴向拉伸——轴力作用下，杆件伸长（简称拉伸）轴向压缩——轴力作用下，杆件缩短（简称压缩）22拉、压的特点：1.两端受力——沿轴线，大小相等，方向相反2.变形——沿轴线§2-2拉伸和压缩23§2-2拉伸和压

4、缩一、直杆轴向拉伸或压缩时横截面上的应力横截面上的应力杆件1——　轴力=1N,截面积=0.1cm2杆件2——　轴力=100N,截面积=100cm2哪个杆工作“累”？不能只看轴力，要看单位面积上的力——应力怎样求出应力？(内力集度）思路——应力是内力延伸出的概念，应当由内力应力24实验结果——变形后，外表面垂线保持为直线平面假设——变形后，截面平面仍垂直于杆轴abFa`b`Fc`d`cd推得：同一横截面上各点的正应力σ相等，即正应力均匀分布于横截面上，σ等于常量。于是有：§2-2拉伸和压缩25得应力：FFNσ§2-2拉伸和压缩26例题2-2图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已

5、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°§2-2拉伸和压缩272、计算各杆件的应力。FABC45°12FBF45°§2-2拉伸和压缩28kFFαpαk为什么研究它？弄清楚截面方向对应力的影响研究方法:(1)仿横截面应力公式去推导(2)找出同横截面应力的关系kσαFαταkkFFαk§2-2拉伸和压缩二、直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力29由平衡于是分解成正应力和剪应力，有由实验结果分析知斜截面上的应力也是均匀分布的。§2

6、-2拉伸和压缩30正负号规定：正应力—拉应力为正，压应力为负切应力—自外法线n顺时针转向它，为正；逆时针为负§2-2拉伸和压缩311.安全系数和许用应力工作应力极限应力塑性材料脆性材料塑性材料的许用应力脆性材料的许用应力n—安全系数—许用应力。§2-2拉伸和压缩三、直杆轴向拉伸或压缩时的强度条件322.强度条件根据强度条件，可以解决三类强度计算问题1、强度校核：2、设计截面：3、确定许可载荷：§2-2拉伸和压缩33例题2-3解：1、研究节点A的平衡，计算轴力。由于结构几何和受力的对称性，两斜杆的轴力相等，根据平衡方程F=1000kN，b=25mm，h=90mm，α=200。〔

7、σ〕=120MPa。试校核斜杆的强度。FF得2、强度校核由于斜杆由两个矩形杆构成，故A=2bh，工作应力为斜杆强度足够F§2-2拉伸和压缩34例题2-4D=350mm，p=1MPa。螺栓[σ]=40MPa，求直径。每个螺栓承受轴力为总压力的1/6解：油缸盖受到的力根据强度条件即螺栓的轴力为得即螺栓的直径为§2-2拉伸和压缩351纵向变形2横向变形钢材的E约为200GPa，μ约为0.25—0.33E为弹性摸量,EA为抗拉刚度泊松比横向应变§2-2拉伸和压缩四、直杆轴向拉伸或压缩时的变形虎克定律36§2-2