《拉伸、压缩与剪切》ppt课件

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1、第二章拉伸、压缩与剪切2007年1月31日星期三2.1轴向拉伸与压缩的概念和实例2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三拉伸与压缩的特点作用在杆件上的外力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。FFFF拉伸压缩2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三2.2轴向拉压时横截面上的内力和应力内力——由于物体受外力作用而引起的其内部各质点间相互作用的力的改变量。根据可变形固体的连续性假设可知，物体内部相邻部分之间的作

2、用力是一个连续分布的内力系，我们所说的内力是该内力系的合成（力或力偶）。2007年1月31日星期三2.2轴向拉压时横截面上的内力和应力轴力:外力的作用线与杆件轴线重合，内力的作用线也与杆件轴线重合，所以称为轴力。截面法求轴力FFmmFFN切:假想沿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轴力正负号：拉为正、压为负轴力图：轴力沿杆件轴线的变化2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三11FN1F1解：1、计算各段的轴力。F1F3F2F4ABCDAB段BC段2233FN3

3、F4FN2F1F2CD段2、绘制轴力图。例题2-1已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图。2007年1月31日星期三说明：轴力图可以表示出杆件各段内轴力的大小；轴力图还可以表示出各段内的变形是拉伸还是压缩。轴力图是否可以表示杆件的强度？同一材料制成的粗细不同的两根杆，受相同的的拉力，当拉力逐渐增加到足够大，哪根杆先被拉断？2007年1月31日星期三注意：用截面法法求内力的过程中，在截面取分离体前，作用于物体上的外力（荷载）不能任意移动或用静力等效的相当力系替代。比较：FN=Fmmnn(a)FCBAmmFA(b

4、)FN=FnnBFA(c)nnmmFN=0(B)mmAFN=FnnB(C)AFCB(A)FA2007年1月31日星期三2007年1月31日星期三练习：试作图示杆的轴力图。ABCDE20kN40kN55kN25kN6003005004001800求支反力解：FR22F4=20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNABCDE3311442007年1月31日星期三注意假设轴力为拉力横截面1-1：横截面2-2：FR22F4=20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNABCDE331144FRFN111AFRF1FN2AB222007年1月31日星期三此

5、时取截面3-3右边为分离体方便，仍假设轴力为拉力。横截面3-3：同理F3F4FN333DEF4FN433EFR22F4=20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNABCDE3311442007年1月31日星期三由轴力图可看出20105FN/kN50FR22F4=20kNF3=25kNF2=55kNF1=40kNABCDE331144x作业：P54，习题2.1（a）（c）2007年1月31日星期三例2-2：试作图示杆的轴力图。FFFq=F/ll2llFFFFRF'=2ql解：1、求支反力2007年1月31日星期三x12FFFq11233xFqFFFFx1

6、2007年1月31日星期三FFF+-+思考：此题中FNmax发生在何处？最危险截面又在何处？FFFq=F/ll2ll2007年1月31日星期三2.2轴向拉压时横截面上的内力和应力内力与应力间的关系拉压杆的强度轴力横截面尺寸材料的强度即拉压杆的强度是跟轴力在横截面上的分布规律直接相关的。杆件截面上的分布内力的集度，称为应力。2007年1月31日星期三M点平均应力总应力(a)MDADFM(b)p2007年1月31日星期三总应力p法向分量,引起长度改变正应力:切向分量，引起角度改变切应力:正应力：拉为正，压为负切应力：对截面内一点产生顺时针力矩的切应力为正，反之为负

7、stM(b)p(a)MDFDA2007年1月31日星期三内力与应力间的关系stM(b)p(a)MDFDADFNDFS2007年1月31日星期三2.2轴向拉压时横截面上的内力和应力横截面上的应力无法用来确定分布内力在横截面上的变化规律已知静力学条件mmFFmmFsFNmmFFNs2007年1月31日星期三但荷载不仅在杆内引起应力，还要引起杆件的变形。可以从观察杆件的表面变形出发，来分析内力的分布规律。FFacbda'c'b'd'mmFFmmFsFNmmFFNs2007年1月31日星期三等直杆相邻两条横向线在杆受拉(压)后仍为直线，仍相互平行，且仍垂直于杆的轴线。

8、原为平面的横截面在杆变形后仍为平面，对