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1、北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY內(nèi)容簡介研究對象：承受拉伸和壓縮的直桿以及由直桿組成的簡單桁架。研究內(nèi)容：內(nèi)力、應(yīng)力與材料的力學(xué)性能。研究目的：解決拉壓桿及簡單桁架的強度問題，包括承載能力的評估與合理設(shè)計。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY一、軸向拉伸與壓縮桿件及實例桁架1.受力特點：作用于桿件兩端的外力大小相等，方向相反，作用線與桿件軸線重合，即稱軸向力。2.變形特點：桿件變形是沿軸線方向的伸長或縮短。汽車式起重機的支腿軸向拉伸和壓縮具有如下特點：北京林業(yè)大學(xué)BEI
2、JINGFORESTRYUNIVERSITY軸力N的正負(fù)號規(guī)定為：拉伸時，軸力N為正；壓縮時，軸力N為負(fù)。二、橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力1、內(nèi)力北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY例2-1求如圖所示桿件的內(nèi)力，并作軸力圖。2、軸力圖北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY3、軸向拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力平面假設(shè)：變形之前橫截面為平面，變形之后仍保持為平面，而且仍垂直于桿軸線，如圖所示。圣維南原理：如將作用于構(gòu)件上某一小區(qū)域內(nèi)的外力系（外力大小不超過一定值）用一靜力等效力系來代替，則這
3、種代替對構(gòu)件內(nèi)應(yīng)力與應(yīng)變的影響只限于離原受力小區(qū)域很近的范圍內(nèi)。對于桿件，此范圍相當(dāng)于橫向尺寸的1～1.5倍。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY例圖示起吊三角架，AB桿由截面積10.86cm2的2根角鋼組成，P=130kN，a=300,求AB桿截面應(yīng)力。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY三、斜截面上的應(yīng)力結(jié)論：對于軸向拉（壓）桿，，發(fā)生在橫截面上；，發(fā)生在沿順時針轉(zhuǎn)45°角的斜截面上。同樣大小的剪應(yīng)力也發(fā)生在的斜面上。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVE
4、RSITY四、材料在靜荷拉伸時的力學(xué)性能1、試件和設(shè)備國家標(biāo)準(zhǔn)《金屬拉伸試驗方法》（如GB228-87）詳細(xì)規(guī)定了實驗方法和各項要求。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY2、低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能1）彈性階段、屈服（流動）階段、強化階段北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY2）曲線圖各特征點的含義為：（1）oa段：（2）bc段：（3）ce段：北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY3）延伸率和截面收縮率北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVE
5、RSITY3、其它塑性材料拉伸時的力學(xué)性能4、鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能具有以下特點北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY五、材料在靜荷壓縮時的力學(xué)性能鑄鐵壓縮時的曲線低碳鋼壓縮時的曲線北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY六、許用應(yīng)力，安全系數(shù)，強度條件1、安全系數(shù)與許用應(yīng)力2、強度條件1）校核強度是否滿足。2）設(shè)計截面。3）確定構(gòu)件所能承受的最大安全載荷。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY例桿系結(jié)構(gòu)如圖所示，已知桿AB、AC材料相同，MPa，橫截面積分
6、別為A1=706.9mm2，A2=314mm2，試確定此結(jié)構(gòu)許可載荷[P]。求解桿系結(jié)構(gòu)的許可載荷時，要保證各桿受力既滿足平衡條件又滿足強度條件。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY七、軸向拉（壓）桿件的變形1、軸向變形和橫向變形軸向應(yīng)變和橫向應(yīng)變都是正應(yīng)變（NormalStrain），僅度量方向不同，前者沿軸力方向，后者垂直于軸力方向。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY2、變截面桿的伸長變形北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY例圖2-26a所示
7、桿系結(jié)構(gòu)，已知BC桿圓截面d=20mm，BD桿為8號槽鋼，MPa，E=200GPa，P=60kN。求B點的位移。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY八、軸向拉（壓）桿件的變形能變形能：彈性體在外力作用下，因變形而儲存的能量稱為變形能（或應(yīng)變能）。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY例簡易起重機如圖所示。BD撐桿為無縫鋼管，外徑90mm，壁厚2.5mm，桿長l=3m。彈性模量E=210GPa。BC是兩條橫截面面積為172mm2的鋼索，彈性模量E=177GPa。若不考慮立柱的變
8、形，試求B點的垂直位移。設(shè)P=30kN。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYUNIVERSITY九、拉（壓）桿超靜定問題超靜定問題：單憑靜力學(xué)平衡方程不能解出全部未知力的問題，稱為超靜定問題。變形協(xié)調(diào)條件應(yīng)使靜定基變形與原超靜定結(jié)構(gòu)相一致。北京林業(yè)大學(xué)BEIJINGFORESTRYU
