桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算

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1、2.1軸向拉伸與壓縮的概念2.2截面法、軸力與軸力圖2.3橫截面上的應(yīng)力2.4拉壓桿的變形及胡克定律第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.5材料在拉壓時(shí)力學(xué)性能2.6拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算2.7平面彎曲2.8壓桿穩(wěn)定2.9動(dòng)載荷第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.1軸向拉伸與壓縮的概念桿的受力特點(diǎn)為：作用于桿件的外力合力的作用線與桿件的軸線相重合。桿的變形特點(diǎn)為：沿桿軸線方向的伸長(zhǎng)或縮短，這種變形稱為軸向拉伸或壓縮，這類桿件稱為拉壓桿。第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.2截面法、軸力與軸力圖2.2.1內(nèi)力的概念物體未受外力作用時(shí)，其內(nèi)部各質(zhì)

2、點(diǎn)之間就存在著相互作用的力，以保持物體各部分間的相互聯(lián)系和原有形狀。若物體受到外力作用而發(fā)生變形，其內(nèi)部各部分之間因相對(duì)位置改變而引起的相互作用力的改變量，即因外力引起的附加相互作用力，稱為附加內(nèi)力，簡(jiǎn)稱內(nèi)力。第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.2.2截面法用截面法分析軸向拉伸（或壓縮）桿件的內(nèi)力2.2截面法、軸力與軸力圖第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.2.3軸力軸向拉伸和壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力稱為軸力，用FN表示2.2截面法、軸力與軸力圖第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.2.4軸力圖為了表明橫截面上的軸力沿軸線變化的情況，可按選

3、定的比例尺，以平行于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面所在的位置，以垂直于桿軸線的坐標(biāo)表示橫截面上軸力的數(shù)值，這樣繪出的圖形稱為軸力圖。畫圖時(shí)應(yīng)注意對(duì)齊。2.2截面法、軸力與軸力圖第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.3橫截面上的應(yīng)力2.3.1應(yīng)力的概念應(yīng)力即單位面積上的內(nèi)力，表示某截面ΔA→0處內(nèi)力的密集程度。在新標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)力的國際單位為Pa或MPa，且有1?Pa?=1?N/m21MPa=106?Pa1GPa=109?Pa第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.3.2橫截面上的應(yīng)力如果以A表示等直桿的橫截面的面積，則軸向拉（壓）桿橫截面上的正應(yīng)力

4、計(jì)算式為：2.3橫截面上的應(yīng)力第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.4拉壓桿的變形及胡克定律桿的縱向絕對(duì)變形為：Δl=l1?l橫向絕對(duì)變形為：Δb=b1?b桿的縱向線應(yīng)變：桿的橫向線應(yīng)變：泊松比?：或2.4.1絕對(duì)變形和線應(yīng)變第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.4拉壓桿的變形及胡克定律在比例極限的范圍，桿件的絕對(duì)變形?l與軸力FN和桿件的桿長(zhǎng)l成正比，與桿件的橫截面積A和彈性模量成反比。2.4.2胡克定律第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.5材料在拉壓時(shí)力學(xué)性能材料的力學(xué)性能，是指材料在外力作用下表現(xiàn)出來的變形、破壞等方面的特性。不同的

5、材料具有不同的力學(xué)性能；同一種材料在不同的工作條件下（如加載速率和溫度等）也有不同的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能可以通過實(shí)驗(yàn)來測(cè)定。在室溫下，以緩慢平穩(wěn)加載的方式進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)，稱為常溫、靜載實(shí)驗(yàn)。拉伸試件的形狀第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.5.1低碳鋼的拉伸試驗(yàn)2.5材料在拉壓時(shí)力學(xué)性能F??l曲線???曲線屈服階段彈性階段強(qiáng)化階段局部變形階段第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.5.1低碳鋼的拉伸試驗(yàn)2.5材料在拉壓時(shí)力學(xué)性能1．彈性階段2．屈服階段3．強(qiáng)化階段4．局部變形階段5．延伸率和斷面收縮率6．卸載定律及冷作硬化第2章桿

6、件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.5材料在拉壓時(shí)力學(xué)性能幾種塑性材料的σ?ε曲線沒有明顯屈服階段的塑性材料灰口鑄鐵拉伸時(shí)的應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系2.5.2其他塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能2.5.3鑄鐵拉伸時(shí)的力學(xué)性能第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.5材料在拉壓時(shí)力學(xué)性能低碳鋼壓縮時(shí)的???曲線鑄鐵壓縮時(shí)的???曲線2.5.4壓縮時(shí)材料的力學(xué)性能第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.6拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算脆性材料塑性材料式中nb及ns分別為對(duì)應(yīng)于強(qiáng)度極限及屈服極限的安全系數(shù)，一般情況下，靜載時(shí)常取ns=1.2～2.5，nb=2～3.5。nb＞ns，是考慮應(yīng)

7、力達(dá)?b時(shí)發(fā)生的斷裂比應(yīng)力達(dá)?s時(shí)的屈服危險(xiǎn)性更大。桿件軸向拉伸或壓縮時(shí)的強(qiáng)度條件：第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算軸向拉、壓桿件強(qiáng)度條件2.6拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算（1）強(qiáng)度校核。已知拉（壓）桿材料、橫截面尺寸及所受載荷，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足強(qiáng)度條件，（2）截面選擇。已知拉（壓）桿材料及所受載荷，按強(qiáng)度條件求桿件橫截面面積尺寸，（3）計(jì)算許可荷載。已知拉（壓）桿材料和橫截面尺寸，按強(qiáng)度條件確定桿所能容許的最大軸力，進(jìn)而計(jì)算許可載荷，第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.7平面彎曲第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.7.1梁的計(jì)算簡(jiǎn)圖及其分類2.7平

8、面彎曲根據(jù)約束情況的不同，靜定梁可分為以下3種常見形式。懸臂梁：梁的一端為固定，另一端為自由，如圖（a）所示。簡(jiǎn)支梁：梁的一端為固定鉸支座，另一端為可動(dòng)鉸支座，如圖（b）所示。外伸梁：簡(jiǎn)支梁的一端獲兩端伸出支座之外，如圖（c）所示。第2章桿件的變形與強(qiáng)度計(jì)算2.7.2梁的內(nèi)力、剪力與彎矩計(jì)算2.7平面彎曲截面法求簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力剪力、彎矩的符號(hào)規(guī)定