《軸向拉伸和壓縮》PPT課件

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1、第二章軸向拉伸、壓縮材料力學(xué)目錄§2–1軸向拉壓的概念及實(shí)例§2–2軸向拉壓橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力§2–3材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能§2-4軸向拉壓的強(qiáng)度計(jì)算§2-5拉壓桿的變形§2-6拉壓超靜定問題§2-7應(yīng)力集中現(xiàn)象第二章軸向拉伸和壓縮目錄§2–1軸向拉壓的概念及實(shí)例目錄目錄目錄內(nèi)燃機(jī)的連桿連桿目錄外力特征：作用于桿上的外力的合力作用線與桿件的軸線重合。FF軸向拉伸FFe軸向拉伸和彎曲變形變形特征：桿件產(chǎn)生軸向的伸長(zhǎng)或縮短。目錄FFFN=F（一）、軸力FN=FFF——軸力。單位：牛頓（N）§2–2橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力目錄?同一位置處左、右側(cè)截面上

2、內(nèi)力分量必須具有相同的正負(fù)號(hào)。軸力正負(fù)號(hào)規(guī)定：?軸力以拉為正，以壓為負(fù)。目錄?如果桿件受到的外力多于兩個(gè)，則桿件不同部分的橫截面上有不同的軸力。F2FF2F33FN1=F1122F2F22（壓力）F33F11目錄?軸力圖——FN(x)的圖象表示表示軸力沿桿件軸線變化規(guī)律的圖線。F2FF2FxFF++--圖目錄（二）、應(yīng)力應(yīng)力—分布內(nèi)力在截面內(nèi)一點(diǎn)的密集程度F1F2F3Fn應(yīng)力就是單位面積上的內(nèi)力目錄M點(diǎn)的應(yīng)力定義F2ΔAMDFRF1ΔFS(M點(diǎn)的合應(yīng)力)正應(yīng)力—垂直于截面的應(yīng)力剪應(yīng)力—在截面內(nèi)的應(yīng)力目錄受力物體內(nèi)各截面上每點(diǎn)的應(yīng)力，一般是不相同的，它

3、隨著截面和截面上每點(diǎn)的位置而改變。因此，在說明應(yīng)力性質(zhì)和數(shù)值時(shí)必須要說明它所在的位置。應(yīng)力是一向量，其量綱是[力]/[長(zhǎng)度]2，單位為牛頓/米2，稱為帕斯卡，簡(jiǎn)稱帕(Pa).工程上常用兆帕(MPa)=Pa,或吉帕(Gpa)=Pa。注意點(diǎn)：目錄FF331122FFF???拉伸與壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力應(yīng)力的合力=該截面上的內(nèi)力確定應(yīng)力的分布是靜不定問題目錄研究方法：實(shí)驗(yàn)觀察作出假設(shè)理論分析實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1、實(shí)驗(yàn)觀察FFabcd變形前：變形后：2、假設(shè):橫截面在變形前后均保持為一平面——平面截面假設(shè)。?橫截面上每一點(diǎn)的軸向變形相等。目錄3、理論分析?橫截面上應(yīng)力為

4、均勻分布，以?表示。FFFN=FFF根據(jù)靜力平衡條件：即（1-1）4、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證目錄的適用條件:1、只適用于軸向拉伸與壓縮桿件，即桿端處力的合力作用線與桿件的軸線重合。2、只適用于離桿件受力區(qū)域稍遠(yuǎn)處的橫截面。?正負(fù)號(hào)規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。目錄?圣維南原理：力作用于桿端的分布方式的不同，只影響桿端局部范圍的應(yīng)力分布，影響區(qū)的軸向范圍約離桿端1~2個(gè)桿的橫向尺寸。FFFF目錄三、斜截面上的應(yīng)力三、斜截面上的應(yīng)力三、斜截面上的應(yīng)力三、斜截面上的應(yīng)力三、斜截面上的應(yīng)力FFF??實(shí)驗(yàn)證明：斜截面上既有正應(yīng)力，又有剪應(yīng)力，且應(yīng)力為均勻分布。三、斜截面上的

5、應(yīng)力目錄nF?F式中為斜截面的面積，為橫截面上的應(yīng)力。目錄nF?Fn為橫截面上的應(yīng)力。F?目錄正負(fù)號(hào)規(guī)定：?：橫截面外法線轉(zhuǎn)至斜截面的外法線，逆時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)檎粗疄樨?fù)；：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)；：對(duì)脫離體內(nèi)一點(diǎn)產(chǎn)生順時(shí)針力矩的剪應(yīng)力為正，反之為負(fù)；目錄討論：1、2、即橫截面上的正應(yīng)力為桿內(nèi)正應(yīng)力的最大值，而剪應(yīng)力為零。即與桿件成45°的斜截面上剪應(yīng)力達(dá)到最大值，而正應(yīng)力不為零。3、即縱截面上的應(yīng)力為零，因此在縱截面不會(huì)破壞。4、目錄剪應(yīng)力互等定理：二個(gè)相互垂直的截面上，剪應(yīng)力大小相等，方向相反。目錄例題1-1階段桿OD，左端固定，受力如圖，OC段的橫

6、截面面積是CD段橫截面面積A的2倍。求桿內(nèi)最大軸力，最大正應(yīng)力，最大剪應(yīng)力與所在位置。O3F4F2FBCD221133目錄O3F4F2FBCD解：1、計(jì)算左端支座反力2、分段計(jì)算軸力221133O4FB22(壓)目錄3、作軸力圖O3F4F2FBCD3F-圖2F-F++-（在OB段）注意:在集中外力作用的截面上，軸力圖有突變，突變大小等于集中力大小.221133目錄4、分段求（在CD段）5、求（在CD段與桿軸成45°的斜面上）O3F4F2FBCD1133目錄材料的力學(xué)性能——材料受力以后變形和破壞的規(guī)律。即：材料從加載直至破壞整個(gè)過程中表現(xiàn)出來的反映材

7、料變形性能、強(qiáng)度性能等特征方面的指標(biāo)。比例極限、楊氏模量E、泊松比?、極限應(yīng)力等。一、低炭鋼拉伸時(shí)的力學(xué)性能低炭鋼——含炭量在0.25%以下的碳素鋼。試驗(yàn)設(shè)備§2–3材料的力學(xué)性能目錄試驗(yàn)設(shè)備目錄試件:(a)圓截面標(biāo)準(zhǔn)試件：l=10d(10倍試件)或l=5d(5倍試件)(b)矩形截面標(biāo)準(zhǔn)試件(截面積為A）：目錄試驗(yàn)原理：目錄目錄低炭鋼Q235拉伸曲線的四個(gè)階段斷裂階段斷裂目錄卸載與重新加載行為卸載?低炭鋼Q235拉伸時(shí)的力學(xué)行為卸載定律：在卸載過程中，應(yīng)力與應(yīng)變滿足線性關(guān)系。目錄卸載與再加載行為再加載?低炭鋼Q235拉伸時(shí)的力學(xué)行為E斷裂冷作(應(yīng)變)

8、硬化現(xiàn)象：應(yīng)力超過屈服極限后卸載，再次加載，材料的比例極限提高，而塑性降低的現(xiàn)象。目錄塑性應(yīng)變等于0.2％時(shí)