轴向拉伸与压缩ppt课件.ppt

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1、第八章拉伸和压缩、剪切材料力学§8–1轴向拉压的概念及实例§8–2拉压时的内力、横截面上的应力§8–3材料在拉伸和压缩时的力学性能第八章轴向拉伸和压缩、剪切§8-4拉压杆的强度条件§8-5拉压杆的变形§8-6拉压超静定问题§8-7剪切与挤压的实用计算拉压§8–1轴向拉压的概念及实例轴向拉压的外力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。一、概念轴向拉压的变形特点：杆的变形主要是轴向伸缩，伴随横向缩扩。力学模型如图轴向拉压的构件特征：等截面直杆。拉压轴向压缩，对应的力称为压力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向伸长。轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。

2、拉压一、内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间的相互作用力。§8–2拉压时的内力·横截面上的应力内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。拉压轴力——轴向拉压杆的内力，用FN表示。例如：截面法求A截面处的内力FN。AFF简图AFFFAFN截开：代替：平衡：截面法的基本步骤：①截开、②代替、③平衡①反映出轴力与截面位置变化关系，较直观；②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。拉压轴力图——FN(x)的图象表示。轴力的正负规定:FN与外法线同向,为正轴力(拉力)FN与外法线反向,为负轴力(压力)F

3、N>0FNFNFN<0FNFNxFNF+意义FF拉压[例1]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，试画出杆的轴力图。解：求OA段内力N1：设置截面如图ABCDFAFBFCFDOABCDFAFBFCFDFN1拉压同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：FN2=–3FFN3=5FFN4=F轴力图如下：BCDFBFCFDFN2CDFCFDFN3DFDFN4FN5Fx2F3FF++–ABCDFAFBFCFDO拉压解：x坐标向右为正，坐标原点在自由端。取左侧x段为对象，内力FN(x)为：qqLxO[例2]图示杆长为L，受分布力q=kx作用，方向如图

4、，试画出杆的轴力图。Lq(x)FNxxq(x)xO–FN[例3]作轴力图：拉压FLF2F3F解：（1）（2）横截面积为A，容重为q=AFxF4FFNF+ALxFFN拉压问题提出：FNFNFNFN1.内力大小不能衡量构件强度的大小。2.强度不仅与轴力有关而且与横截面面积在有关。即与内力在横截面上的分布集度应力有关。二、拉（压）杆横截面上的应力拉压变形前1.变形规律试验及平面假设：平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面。纵向纤维变形相同。abcd受载后FNFNd´a´c´b´均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。拉压2.拉伸应力：sFN(x)F轴力引起的正应力——：在

5、横截面上均布。危险截面：内力最大的截面或截面尺寸最小的面。危险点：应力最大的点。3.危险截面及最大工作应力：拉压等截面直杆；外力的作用线与轴线重合。4.公式的应用条件：6.应力集中（StressConcentration）：在截面尺寸突变处，应力急剧变大。5.Saint-Venant原理：离开载荷作用处一定距离，应力分布与大小不受外载荷作用方式的影响。1应力集中系数，名义应力2应力集中对强度的影响因素：材料载荷。拉压Saint-Venant原理与应力集中示意图(红色实线为变形前的线，红色虚线为红色实线变形后的形状。)变形示意图：abcFF应力分布示意图：FFF拉压7.拉(压)杆

6、斜截面上的应力设有一等直杆受拉力F作用。求：斜截面k-k上的应力。FFkka解：采用截面法则：Aa：斜截面面积；Fa：斜截面上内力。由几何关系：代入上式，得：斜截面上全应力：FkkaFa由平衡方程：Fa=Fp17拉压FFkka斜截面上全应力：Fkkapa分解：pa反映：通过构件上一点不同截面上应力变化情况。当=90°时，当=0,90°时，当=0°时，(横截面上存在最大正应力)当=±45°时，(45°斜截面上剪应力达到最大)tasaa18拉压[例4]图示结构中，AC为钢杆，横截面积A1=200mm2，BC为铜杆，横截面积A2=300mm2，F=40KN。求：两杆的应力。

7、解：以C为对象，列平衡方程：CF300450F§8－3材料在拉伸和压缩时的力学性能一、试验条件及试验仪器1、试验条件：常温(20℃)；静载（极其缓慢地加载）；标准试件。拉压dh力学性能：材料在外力作用下表现的有关强度、变形方面的特性。FF2、试验仪器：万能材料试验机。拉压二、低碳钢拉伸时的力学性能拉压低碳钢试件的拉伸图(FN--L图)拉压bepspeOABCD低碳钢试件的应力--应变曲线(--图)拉伸曲线的四个阶段低碳钢拉伸的力学性能屈服阶段弹性阶段拉压强化阶段强