《轴向拉伸》PPT课件

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1、§8–3拉压杆的应力与圣维南原理第八章轴向拉伸与压缩（AxialTension）§8-6胡克定律与拉压杆的变形§8-7拉压静不定问题§8-4材料在拉伸与压缩时的力学性能§8-1引言§8-5失效、许用应力与强度条件§8-8连接部分的强度计算1§8–2轴力与轴力图2§2-1拉压§8–1引言3拉压§8–1引言4拉压§8–1引言5特点：作用在杆件上的外力或其合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。杆的受力简图为FF拉伸FF压缩拉压§8–1引言6拉压§8–1引言7FF1、轴力：横截面上的内力2、截面法求轴力mmFFN切:假想沿

2、m-m横截面将杆切开留:留下左半段或右半段代:将抛掉部分对留下部分的作用用内力代替平:对留下部分写平衡方程求出内力即轴力的值FFN§2-2拉压§8–2轴力和轴力图83、轴力正负号：拉为正、压为负4、轴力图：轴力沿杆件轴线的变化由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以称为轴力。§2-2FFmmFFNFFN拉压§8–2轴力和轴力图9§2-2FFN1拉压§8–2轴力和轴力图F1F211ABC22FRFN2+-FN20KN30KNxo20KN50KN拉压§8–2轴力和轴力图10一、应力的概念问题提出：PPPP1.内力

3、大小不能衡量构件强度的大小。1.定义：由外力引起的内力集度。2.强度：①内力在截面分布集度应力；②材料承受荷载的能力。杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆件的强度。拉压§8–3拉压杆的应力与圣维南原理11拉压工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。PAM①平均应力：②应力（总应力）：2.应力的表示：12拉压③应力分解为：pM垂直于截面的应力称为“正应力”(NormalStress)；位于截面内的应力称为“剪应力”(Sh

4、earingStress)。13拉压变形前1.变形规律试验及平面假设：平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面。abcd受载后PPd´a´c´b´二、拉（压）杆横截面上的应力纵向纤维变形相同。均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。14拉压2.拉伸应力：sFN(x)P轴力引起的正应力——：在横截面上均布。思考题量纲[力]/[长度]2。单位：Pa(帕)或MPa（兆帕）或GPa1MPa=106Pa1GPa=109Pa阶梯杆横截面分别为A，2A，3A；各截面上作用力均为F，判断各截面轴力和应力是否相等？1516拉压2.拉伸应力：sFN(x)P

5、轴力引起的正应力——：在横截面上均布。量纲[力]/[长度]2。单位：Pa(帕)或MPa（兆帕）或GPa1MPa=106Pa1GPa=109Pa危险截面：内力最大的面，截面尺寸最小的面。危险点：应力最大的点。3.危险截面及最大工作应力：拉压4.公式的应用条件：1.要求外力的作用线必须过轴线2.不适用于集中力作用点附近的区域3.对于截面有突变的情况不适用abcPP变形示意图：(红色实线为变形前的线，红色虚线为红色实线变形后的形状。)应力分布示意图：17拉压5.Saint-Venant原理：离开载荷作用处一定距离，应力分布与大小不受外载荷作用

6、方式的影响。圣文南原理1819拉压6.应力集中（StressConcentration）：在截面尺寸突变处，应力急剧变大。常见的油孔、沟槽等均有构件尺寸突变，突变处将产生应力集中现象。1、形状尺寸的影响：尺寸变化越急剧、角越尖、孔越小，应力集中的程度越严重。2、材料的影响：应力集中对塑性材料的影响不大；应力集中对脆性材料的影响严重，应特别注意。20例题8-1图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已知F=20kN；斜杆AB为直径20mm的圆截面杆，水平杆CB为15×15的方截面杆。FABC解：1、计算各杆件的轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆

7、）用截面法取节点B为研究对象45°12FBF45°拉压212、计算各杆件的应力。FABC45°12FBF45°拉压22力学性能：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学特性一试件和实验条件常温、静载§2-4拉压§8－4材料拉压时的力学性能23拉压§8－4材料拉压时的力学性能24二低碳钢的拉伸拉压§8－4材料拉压时的力学性能25明显的四个阶段1、线性阶段ob比例极限2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力）屈服极限3、硬化阶段ce（恢复抵抗变形的能力）强度极限4、局部颈缩阶段ef拉压§8－4材料拉压时的力学性能低碳钢的拉伸（含碳量以下）2

8、6三卸载与再加载规律1、弹性范围内卸载2、过弹性范围卸载、再加载即材料在卸载过程中应力和应变是线性关系，这就是卸载定律。材料的比例极限增高，残余变形降低，称之为冷作硬化或加工硬化。拉压§8－4