工程力学 轴向拉压与材料性质资料ppt课件.ppt

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1、第二章轴向拉压应力与材料的力学性能工程力学1§2–1引言§2–2拉压杆的应力与圣维南原理§2–3材料拉伸时的力学性能§2–4材料拉压的力学性能的进一步研究§2–5应力集中与材料疲劳§2–6失效、许用应力与强度条件§2–7连接部分的强度计算作业第二章轴向拉压应力与材料力学性能2ABCF§2-1引言第二章轴向拉压应力与材料力学性能一、工程实例：工程桁架、活塞杆、厂房的立柱等。FFF3第二章轴向拉压应力与材料力学性能二、轴向拉压的概念：（2）变形特点：杆沿轴线方向伸长或缩短。（1）受力特点：FN1FN1FN2FN2外力合力作用线与杆轴线重合。4FF第

2、二章轴向拉压应力与材料力学性能以轴向拉压为主要变形的杆件，称为拉压杆或轴向承载杆。三、轴向拉压杆的内力和内力图1.内力：物体内部各粒子之间的相互作用力。2.附加内力：由外力作用而引起的物体内部各粒子之间相互作用力的改变量（材料力学中的内力）。5—利用平衡条件，列出平衡方程，求出内力的大小。—取其中一部分为研究对象,移去另一部分,把移去部分对留下部分的相互作用力用内力代替。—欲求哪个截面的内力,就假想的将杆从此截面截开,杆分为两部分。内力的确定——截面法（基本方法）1、截开2、代替3、平衡第二章轴向拉压应力与材料力学性能6例：已知外力F，求：1－

3、1截面的内力FN。解：FF1—1∑X=0,FN-F=0,第二章轴向拉压应力与材料力学性能FFN（截面法确定）①截开②代替，FN代替。③平衡方程FN=FFNF以1－1截面的右段为研究对象：内力FN是沿轴线，所以称为轴力。∑X=0,F-FN=0,FN=F7（2）轴力的符号规定：原则—根据变形压缩—压力，其轴力为负值。方向指向所在截面。拉伸—拉力，其轴力为正值。方向背离所在截面。第二章轴向拉压应力与材料力学性能FNFFFN（＋）FNFFFN（－）8（3）轴力图：①取坐标系②选比例尺③正值的轴力画在X轴的上侧,负值的轴力画在X轴的下侧。+FNx①直观反

4、映轴力与截面位置变化关系；（4）轴力图的意义第二章轴向拉压应力与材料力学性能轴力沿轴线变化的图形FF②确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据。9(5)注意的问题①在截开面上设正的内力方向。②采用截面法之前，不能将外力简化、平移。FNPFFFFN第二章轴向拉压应力与材料力学性能105kN8kN3kN3kN5kN第二章轴向拉压应力与材料力学性能例1：画左图杆的轴力图。解：1-1截面，左段2-2截面，右段11[例2]图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5F、8F、4F、F的力，方向如图，试求各段内力并画出

5、杆的轴力图。FN1ABCDFAFBFCFDO解：求OA段内力FN1：设截面如图第二章轴向拉压应力与材料力学性能ABCDFAFBFCFD12N2N3DFDN4ABCDFAFBFCFDO第二章轴向拉压应力与材料力学性能求CD段内力：求BC段内力：求得AB段内力：N3=5F，N4=FN2=–3F，BCDFBFCFDCDFCFD13轴力图如右图示FNx2F5F3FF第二章轴向拉压应力与材料力学性能ABCDFAFBFCFDON3=5F，N4=FN2=–3F，14解：x坐标向右为正，坐标原点在自由端。[例3]图示杆长为L，受分布力q=kx作用，方向如图，试

6、画出杆的轴力图。Lq(x)FN（x）xq(x)FNxO–第二章轴向拉压应力与材料力学性能取左侧x段为对象，内力FN(x)为：15§2-2轴向拉压杆的应力与圣维南原理一、问题提出：FFFF1.内力大小不能全面衡量构件强度的大小。2F2F第二章轴向拉压应力与材料力学性能2.构件的强度由两个因素决定：①内力在截面分布集度应力；②材料承受荷载的能力。如：钢，铜、木材等。16杆横截面上内力是如何分布的？二、轴向拉压杆横截面上正应力的确定推导思路：实验→变形规律→应力的分布规律→应力的计算公式第二章轴向拉压应力与材料力学性能内力看不见变形可见所以，由变形

7、分析内力的分布。1、实验：变形前17第二章轴向拉压应力与材料力学性能横向线——仍为平行的直线，且间距增大。纵向线——仍为平行的直线，且间距减小。18第二章轴向拉压应力与材料力学性能横向线——仍为平行的直线，且间距增大。纵向线——仍为平行的直线，且间距减小。19第二章轴向拉压应力与材料力学性能内力变形由变形分析内力的分布。1、实验：变形前受力后FF2、变形规律：横向线——仍为平行的直线，且间距增大。纵向线——仍为平行的直线，且间距减小。3、平面假设：变形前的横截面，变形后仍为平面且各横截面沿杆轴线作相对平移205、应力的计算公式：由于“均布”，可

8、得——轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式4、应力的分布规律——内力沿横截面均匀分布第二章轴向拉压应力与材料力学性能F217、正应力的符号规定——同内