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《第二章 直桿的拉伸和壓縮》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第二章直桿的拉伸和壓縮一、對變形固體作的三個假設連續(xù)性假設均勻性假設各向同性假設小變形假設二、桿件基本變形1、拉伸、壓縮2、彎曲3、剪切4、扭轉(zhuǎn)軸向拉壓的外力特點：外力的合力作用線與桿的軸線重合。一、軸向拉壓的概念及實例軸向拉壓的變形特點：桿的變形主要是軸向伸縮，伴隨橫向縮擴。軸向拉伸：桿的變形是軸向伸長，橫向縮短。軸向壓縮：桿的變形是軸向縮短，橫向變粗。第一節(jié)直桿的拉伸和壓縮軸向壓縮，對應的力稱為壓力。軸向拉伸，對應的力稱為拉力。力學模型如圖工程實例1、內(nèi)力概念指由外力作用所引起的、物體內(nèi)相鄰部分之間分布內(nèi)力系的合成
2、（附加內(nèi)力）。二、拉伸和壓縮時橫截面上的內(nèi)力2、截面法內(nèi)力的計算是分析構(gòu)件強度、剛度、穩(wěn)定性等問題的基礎。求內(nèi)力的一般方法是截面法。軸力，拉為正，壓為負例如：截面法求N。截開：代替：平衡：取左半段時，可得:取右半段時，則有：截面法步驟截在需要求內(nèi)力處假想用一橫截面將構(gòu)件截開，分成兩部分，取一部分為研究對象，棄去另外一部分；代在截面上加上內(nèi)力，以代替另一部分對研究對象的作用；求寫出研究對象的平衡方程式，解出截面上的內(nèi)力。①反映出軸力與截面位置變化關(guān)系，較直觀；②確定出最大軸力的數(shù)值及其所在橫截面的位置，即確定危險截面位置
3、，為強度計算提供依據(jù)。2、軸力圖——N(x)的圖象表示，即用圖線表示的不同橫截面上軸力的變化規(guī)律。1、軸力——軸向拉壓桿的內(nèi)力，用N表示。軸力的正負規(guī)定:N與外法線同向,為正軸力(拉力)N與外法線反向,為負軸力(壓力)N>0NNN<0NNNxP+意義三、軸力及軸力圖[例2-1]圖示桿的A、B、C、D點分別作用著大小為5P、8P、4P、P的力，方向如圖，試畫出桿的軸力圖。解：求OA段內(nèi)力N1：設置截面如圖ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN1同理，求得AB、BC、CD段內(nèi)力分別為：N2=–3P N3=5P
4、N4=P軸力圖如右圖BCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4Nx2P3P5PP++–軸力(圖)的簡便求法：自左向右:軸力圖的特點：突變值=集中載荷遇到向左的P?，軸力N增量為正；遇到向右的P?，軸力N增量為負。5kN8kN3kN+–3kN5kN8kN問題提出：PPPP1.內(nèi)力大小不能衡量構(gòu)件強度的大小。2.強度：①內(nèi)力在截面分布集度?應力；②材料承受荷載的能力。1、應力的概念：由外力引起的內(nèi)力集度。四、拉伸和壓縮時橫截面上的應力工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均勻分布，集度的定義不僅準確而且重要，因為“破壞”或
5、“失效”往往從內(nèi)力集度最大處開始。?P?AM①平均應力：②全應力（總應力）：2、應力的表示：③全應力分解為：p?M?垂直于截面的應力稱為“正應力”(NormalStress)；位于截面內(nèi)的應力稱為“剪應力”(ShearStress)。3、拉伸和壓縮時橫截面上的應力五、應力集中的概念應力集中：在截面突變處應力局部增大的現(xiàn)象應力集中系數(shù)：k=σmax/σ六、軸向拉伸與壓縮時的變形絕對變形ΔL，相對變形或線應變：伸長時ε為正，縮短時ε為負1、縱向變形3、橫向變形橫向線應變橫向變形系數(shù)（或泊松比μ）2、虎克定律或P25例2-2
6、第二節(jié)材料在拉伸和壓縮時的力學性能一、材料在拉伸時的力學性能室溫、靜載（緩慢加載）、小變形等條件金屬標準試件，圓截面長試件標距L=10d；短試件L=5d，d=10mm。1、低碳鋼拉伸時的力學性能（1）彈性變形階段、虎克定律OA,比例極限σP(彈性極限),Q235-A200MPaEA抗拉剛度E彈性模量，低碳鋼E=(2.0-2.1)×105MPa（2）屈服階段、屈服極限σS名義屈服極限σ0.2：0.2%的塑性應變所對應的應力滑移線或剪切線Q235-AσS=235MPa（3）強化階段、強度極限σbQ235-Aσb=375-5
7、00MPa（4）頸縮階段（局部變形階段）（1）延伸率δδ≥5%為塑性材料；δ<5%為脆性材料。低碳鋼：20-30%，鑄鐵：1%（2）截面收縮率ψ低碳鋼：60%反映材料力學性能的主要指標：強度性能：抵抗破壞的能力，用σs和σb表示彈性性能：抵抗彈性變形的能力，用E表示塑性性能：塑性變形的能力，用延伸率δ和截面收縮率ψ表示2、鑄鐵拉伸的應力-應變圖灰鑄鐵σb=205MPa二、材料壓縮時的力學性能1.低碳鋼壓縮時的應力－應變圖2、鑄鐵壓縮的應力-應變圖受壓塑性材料和脆性材料機械性能的主要區(qū)別1．塑性材料在斷裂時有明顯的塑性變
8、形；而脆性材料在斷裂時變形很??；2．塑性材料在拉伸和壓縮時的彈性極限、屈服極限和彈性模量都相同，它的抗拉和抗壓強度相同。而脆性材料的抗壓強度遠高于抗拉強度，因此，脆性材料通常用來制造受壓零件。第三節(jié)拉伸和壓縮的強度條件一、許用應力和安全系數(shù)極限應力用σ0表示許用應力以[σ]表示安全系數(shù)n的意義其值恒大于1二、拉伸和壓縮的強度條件強
