2轴向拉伸和压缩

第二章轴向拉伸和压缩第呈节内力戡面弘、朽力艮转力图 第昌st#戳而久昂就而上的虚力 第羊曲（屈丿如的#船切丸 第丑节扯（屋丿杆的应支熬第六节材料盛扯伸和圧殆对的力学性能 第七节ax*件安仝糸救许用皮力 第八节应力為中的辄念第一节轴向拉伸和压缩的概念轴向拉伸和压缩k受力特点外力或 其合力的作用线沿杆轴2.变形特点;主要 变形为轴向伸长或缩短3.轴向荷報（外力）； 作用线沿杆件轴线的荷载拉杆压杆轴向拉伸和压缩2、截面法、轴力II切代平取替衡丿、丿二“I”、丿二“I2F单位，N（牛顿）或 klM千牛）单位,N件顿）或kZ千牛）轴向拉伸和压缩1 第二节内力.截面法.轴力及轴力图K内力LPU Fr原有内力/附加内力材料力聲中的內力竝聖轴力拉为正，軸力压为负轴向拉伸和压缩（1）在采用截面法之前不允许使用力的可传性原理，V轴向拉伸和压缩V轴向拉伸和压缩V轴向拉伸和压缩（2）在采用截面法之前不允许预先将杆上荷载用一个 静力等效的相当力系代替.在下列哪些计算时.可应用“力的可传性原理”：轴向拉伸和压缩（A）支反力 B）内力3、轴力图1）集中外力多于两个时，分段用截面法求轴力，作轴力图。2）轴力图中；横坐标代表横截面位置，纵轴代表轴力大小。 标出轴力值及正负号（一般：正值面上方.负值iS下方）（3）轴力只与外力有关，截面形状变化不会改变轴力大小.V轴向拉伸和压缩V轴向拉伸和压缩例-作图示杆件的轴力图，并指出1八1、八尸-look、,A.=50kNV轴向拉伸和压缩第三节横截面及斜截面上的应力111_应力的概念L切应力T轴向拉伸和压缩rN：横截Mi上的轴力4： KAfWc Hu Ku 积A对于等直杆二拉压杆横截面上的应力施力为正, 压应力为负.应力：杆件截面上的分布内力集度AF*占L 平均应力应力特征，XAz该点沿x轴方向的线应变为:胡克定律轴向垒仲总缩|实验表明，在比例极限内.杆的轴向变形A/与外力F及杆长/成正比，与横截面积A成3皿反比.即：旳Pl P /引入比例常数有：M =胡克定律EA EA其中:d弹性模量，单位为內；亦杆的抗拉（压）刚度。胡克定律的另一形式：(Tt实验表明，横向应变与纵向应变之比为一常数宀称为證 向变形系數（泊松比）l I轴向拉仲轩缩 梢三 图示尊直杆的横截面积为A、弹性模量为E,试计算Q 点的位移。鮮；解题的关键是先准确计算出每段杆的轴力，然后计算 出每段杆的变形.再将各段杆的变形相加即可得出D点的位移. 这里要注意位移的正负号应与坐标方向相对应.轴向拉伸和压编m图示结构中杆是直径为32mm的圆杆，杆为2XAS5槽韓 材料均为（?235钢，E=2l（K；Pa已知/=M）kN,试计算点的位移.解：I、计算各杆上的轴力VirMr 、卩 zj./j-r +1I2、计算各杆的变形li“I.附g亠4 M, ：|0 IQ* , fl, U A/., 45 a n 1 5%m性材料6V5%脆性材料冷作硬化现象在强化阶段卸籤后.如重新 加载曲线将沿卸载曲线上升.如对试件预先加較，使其达到 强化阶段，热后卸载；当再加载时 试件的线弹性阶段将增加，而其塑 性降低称为冷作硬化现象U、其它金属材料拉伸时的力学性能轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩ZZ7.测定灰铸挟拉伸机械性能孫度极限 拉伸强度极限.脆性材料唯一拉伸力学性能指 标。轴向拉伸和压缩 应力应变不成比例.无屈服、颈缩现彖，变形很 小且很低。7K金赋材料压缩时的力学性能1低碳钢压缩实验比例极限 dp屈服极限 bz弹性模童 E,基本与拉伸 时相同.轴向拉伸和压缩I2.铸铁压缩实验,Gb.XTbL,铸铁抗压性能远远大于抗拉性能，断裂面 为与轴向大致成45。55。的滑移面破坏轴向拉伸和压缩I轴向拉伸和压缩I塑性材料的特点;断裂前变形大,塑性指黜毗瞪编 力强.常用指掠屈服极限,一般拉和压时的6相同._脆性材料的特点:断裂前变形小,塑性指标低。常用指 标是 %但阵cOfee*r非金属材料的力学性能n混離土近似匀质、各向同性材料。属脆性材斜,一般用于抗压构件。2）木材各向异性材料3 /玻璃钢蚀,抗振性舱好.各向异性材料。优点是；彊最轻,比强度高,工艺简单,耐腐2、按川杆进行強度计算3.按“杆进行强度计算轴向拉怪压缩I 第七节强度条件安全因数许用应力I、拉（压）杆的强度条件许用应力 片极限应力 刃安全因数强度条件根据强度条件可进行强度计算： 强度校核（判断构件是否破坏） 设计截面（构件截面多大时，才不会破坏） 求许可载荷（构件最大承载能力）轴向拉理包缩例五图示结构中杆足直径为Umm的圆杆，杆为2XN。占槽钢.材料均为0纠钢，F=21 My=Z5kN/m按照等直杆设计截 面面积和石料崑量.井计算轴向变形。/.3000RS解：按等直杆设计桥墩，并计算轴向变形危险截Eh底面（轴力最大）横載面面积松二忙厂關桥墩总瓊为：5 =匕”二川厂=咖（从卜v F、（x） = F + yAx轴向变形为;A/ - （PA 兰和）=234mmEA2轴向赴仲包缩I例七 图示空心圆截面杆，外径内径於三刃加 承受轴向荷载F=20kN作用，材料的屈服应力叭=2351MPm安 全因数”=1.5。试校核杆的强度.4F4（2Cx|03N）打（D= ） -r （0.020m J* （0.015m Yj=145 x |（hPa = I45MPa解；杆件横截面 上的正应力为：材料的许用应力为：可见，工作应力小于许用应力，说明杆件能够安全工作”n.1.5许用应力和安全系数1、许用应力1）材料的标准强度：屈服极限、抗拉强度等.2）材料的极限应力-；rr 塑性材料： 5 脆性材料：% b 0.2 J3）材料的许用应力；材料安全工作条件下所允许承担的 最大应力.记为0二C. /“轴向拉仲轩缩I2、安全因数-标准强度与许用应力的比值，是构件工 作的安全储备。确定安全系数要兼顾经济与安全，考虑以下几方面： 理论与实际基别;材料非均质连续性、超栽、加工制造 不准确性、工作条件与实验条件差异、计算模型理想化 足够的安全储备;构件与结构的重要性.舉性材料小、 脆性材料舁大。安全系数的取值：安全系数是由多种因素决定的。各种材料 在不同工作条件下的安全系数或许用应力，可从有关规范或 设计手册中査到。在一般静载下，对于赠件材料通常取为 1.5-2.2；对于脆性材料通常取为3.（）-5.0,甚至更大.第八节 应力集中的概念轴向M盘压缩1应力集中現象:由于截面骤变而引起的局部应力发生骤然变化的现象.理想应力集中系数:匕=益rr其中：化1 最大局部应力7“名义应力（平均应力）应力集中程度与外形的骤变程度直接相关，骤变越剧 烈，应力集中程度越剧烈.静戟下,塑性材料可不考虑，性材料（除特殊的，如铸铁）应考虑。动载下,塑性和脆性材料均需考虔。