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《6 軸向拉伸、壓縮的概念和內(nèi)力分析》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第6章拉伸、壓縮與剪切1拉壓§6.1軸向拉伸、壓縮的概念和內(nèi)力分析軸向拉壓的外力特點(diǎn)：外力的合力作用線與桿的軸線重合。一、概念軸向拉壓的變形特點(diǎn)：桿的變形主要是軸向伸縮，伴隨橫向縮擴(kuò)。軸向拉伸：桿的變形是軸向伸長(zhǎng)，橫向縮短。軸向壓縮：桿的變形是軸向縮短，橫向變粗。2拉壓軸向壓縮，對(duì)應(yīng)的力稱為壓力。軸向拉伸，對(duì)應(yīng)的力稱為拉力。力學(xué)模型如圖3拉壓工程實(shí)例二、4拉壓5拉壓6拉壓三、橫截面上的內(nèi)力——軸力FF1.軸力：橫截面上的內(nèi)力2.截面法求軸力mmFFN截:假想沿m-m橫截面將桿切開取:取出左半段或右半段代:將拋掉部分對(duì)留下部分的作用用內(nèi)力代替平:對(duì)留下部
2、分寫平衡方程求出內(nèi)力即軸力的值FFN7拉壓3.軸力符號(hào)規(guī)定：拉為正、壓為負(fù)4.軸力圖：軸力沿桿件軸線的變化圖線由于外力的作用線與桿件的軸線重合，內(nèi)力的作用線也與桿件的軸線重合。所以稱為軸力。FFmmFFNFFN8①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(xiǎn)截面位置，為強(qiáng)度計(jì)算提供依據(jù)。拉壓軸力圖——FN(x)的圖象表示。軸力的正負(fù)說明:FN與外法線同向,為正軸力(拉力)FN與外法線反向,為負(fù)軸力(壓力)FN>0FNFNFN<0FNFNNxP+意義9拉壓已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；
3、F4=25kN;試畫出圖示桿件的軸力圖。11例1解：1、計(jì)算各段的軸力。AB段BC段2233FN2F1F2CD段2、繪制軸力圖。F1F3F2F4ABCDFN1F1FN3F410拉壓[例2]圖示桿的A、B、C、D點(diǎn)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(shè)置截面如圖ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN111拉壓同理，求得AB、BC、CD段內(nèi)力分別為：N2=–3P N3=5PN4=P軸力圖如右圖BCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4Nx2P3P5PP++–12拉壓解：x坐標(biāo)向右為
4、正，坐標(biāo)原點(diǎn)在自由端。取左側(cè)x段為對(duì)象，內(nèi)力N(x)為：qqLxO[例3]圖示桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，受分布力q=kx作用，方向如圖，試畫出桿的軸力圖。Lq(x)N(x)xq(x)NxO–13拉壓?jiǎn)栴}提出：PPPP1.內(nèi)力大小不能衡量構(gòu)件強(qiáng)度的大小。2.強(qiáng)度：①材料承受載荷的能力；②內(nèi)力在截面分布集度?應(yīng)力。1.定義：由外力引起的內(nèi)力集度。應(yīng)力概念的回顧§6.2軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的應(yīng)力14拉壓工程構(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(zhǔn)確而且重要，因?yàn)椤捌茐摹被颉笆А蓖鶑膬?nèi)力集度最大處開始。?P?AM①平均應(yīng)力：②全應(yīng)力（總應(yīng)力）：2.應(yīng)力的
5、表示：15拉壓③全應(yīng)力分解為：p?M?垂直于截面的應(yīng)力稱為“正應(yīng)力”(NormalStress)；位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱為“剪應(yīng)力”(ShearingStress)。16拉壓變形前1.變形規(guī)律試驗(yàn)及平面假設(shè)：平面假設(shè)：原為平面的橫截面在變形后仍為平面?？v向纖維變形相同。abcd受載后PPd′a′c′b′拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力17拉壓均勻材料、均勻變形，應(yīng)力當(dāng)然均勻分布。2.拉伸應(yīng)力：sN(x)P軸力引起的正應(yīng)力——?：在橫截面上均布。危險(xiǎn)截面：內(nèi)力最大的面，截面尺寸最小的面。危險(xiǎn)點(diǎn)：應(yīng)力最大的點(diǎn)。3.危險(xiǎn)截面及最大工作應(yīng)力：18拉壓直桿、桿的截面無突變、
6、截面到載荷作用點(diǎn)有一定的距離。4.公式的應(yīng)用條件：5.圣維南原理：離開載荷作用處一定距離，應(yīng)力分布與大小不受外載荷作用方式的影響。19拉壓例4圖示結(jié)構(gòu)，試求桿件AB、CB的應(yīng)力。已知F=20kN；斜桿AB為直徑20mm的圓截面桿，水平桿CB為15×15的方截面桿。FABC解：1、計(jì)算各桿件的軸力。（設(shè)斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)B為研究對(duì)象45°12FBF45°20拉壓2、計(jì)算各桿件的應(yīng)力。FABC45°12FBF45°21§6.3材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能一、試驗(yàn)條件及試驗(yàn)儀器1、試驗(yàn)條件：常溫(20℃)；靜載（極其緩慢地加載）； 標(biāo)準(zhǔn)試
7、件。拉壓力學(xué)性能：材料在外力作用下表現(xiàn)的有關(guān)強(qiáng)度、變形方面的特性。222、試驗(yàn)儀器：萬能材料試驗(yàn)機(jī)；變形儀（常用引伸儀）。拉壓23二、低碳鋼試件的拉伸圖(P--?L圖)拉壓24拉壓四個(gè)階段：載荷伸長(zhǎng)量(1)——彈性階段(2)——屈服階段(3)——強(qiáng)化階段(4)——局部變形階段25拉壓三、低碳鋼試件的應(yīng)力--應(yīng)變曲線(?--?圖)為了消除掉試件尺寸的影響，將試件拉伸圖轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧系膽?yīng)力——應(yīng)變曲線圖。圖中：l—原始標(biāo)距?—名義應(yīng)變26拉伸過程四個(gè)階段的變形特征及應(yīng)力特征點(diǎn)：(1)、彈性階段OB此階段試件變形完全是彈性的，且?與?成線性關(guān)系E—線段OA的斜率
8、比例極限?p—對(duì)應(yīng)點(diǎn)A彈性極限?e—對(duì)應(yīng)點(diǎn)B拉壓27(2)、屈服階段此階段應(yīng)變顯著增加，但應(yīng)力
