第二章拉伸压缩、剪切.ppt

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1、钢压杆§2-1轴向拉压的概念及实例(Conceptsandexampleproblemofaxialtension&compression)一、工程实例(Engineeringexamples)三、变形特点(Characterofdeformation)沿轴向伸长或缩短二、受力特点(Characterofexternalforce)外力的合力作用线与杆的轴线重合四、计算简图(Simplediagramforcalculating)FFFF轴向压缩(axialcompression)轴向拉伸(axialtension)目录mmFF一、

2、求内力(Calculatinginternalforce)设一等直杆在两端轴向拉力F的作用下处于平衡,欲求杆件横截面mm上的内力.§2–2内力计算(Calculationofinternalforce)在求内力的截面m-m处,假想地将杆截为两部分.取左部分部分作为研究对象。弃去部分对研究对象的作用以截开面上的内力代替,合力为FN.mmFFN1、截面法(Methodofsections)截开mmFF代替对研究对象列平衡方程FN=F式中:FN为杆件任一横截面mm上的内力.与杆的轴线重合,即垂直于横截面并通过其形心.称为轴力(axialf

3、orce).平衡mmFFmmFFNFN若取右侧为研究对象,则在截开面上的轴力与部分左侧上的轴力数值相等而指向相反.mmFFmmFFNmFm2、轴力符号的规定(Signconventionforaxialforce)FNmFFmmFFNmFm(1)若轴力的指向背离截面,则规定为正的,称为拉力(tensileforce).(2)若轴力的指向指向截面,则规定为负的,称为压力(compressiveforce).西工大目录二、轴力图(Axialforcediagram)用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置,用垂直于杆轴线的坐标表示横截面上的

4、轴力数值,从而绘出表示轴力与横截面位置关系的图线,称为轴力图.将正的轴力画在x轴上侧,负的画在x轴下侧.xFNO例题1一等直杆其受力情况如图所示,作杆的轴力图.CABD600300500400E40kN55kN25kN20kNCABD600300500400E40kN55kN25kN20kNCABDE40kN55kN25kN20kNR解:求支座反力求AB段内的轴力RFN1CABDE40kN55kN25kN20kNR1求BC段内的轴力R40kNFN220kNCABDE40kN55kN25kNR2FN3求CD段内的轴力20kN25kNC

5、ABDE40kN55kN25kN20kNR3求DE段内的轴力20kNFN440kN55kN25kN20kNR4FN1=10kN(拉力)FN2=50kN(拉力)FN3=-5kN(压力)FN4=20kN(拉力)发生在BC段内任一横截面上5010520++CABD600300500400E40kN55kN25kN20kN§2–3应力及强度条件(Stressandstrengthcondition)一、横截面上的正应力(Normalstressoncrosssection)FFabcd1、变形现象(Deformationphenomenon

6、)(1)横向线ab和cd仍为直线,且仍然垂直于轴线;(2)ab和cd分别平行移至a'b'和c'd',且伸长量相等.结论:各纤维的伸长相同,所以它们所受的力也相同.FFabcd2、平面假设(Planeassumption):变形前原为平面的横截面,在变形后仍保持为平面,且仍垂直于轴线.3、内力的分布(Thedistributionofinternalforce)FFN均匀分布(uniformdistribution)式中,FN为轴力,A为杆的横截面面积,的符号与轴力FN的符号相同.当轴力为正号时(拉伸),正应力也为正号,称为拉应力

7、;当轴力为负号时(压缩),正应力也为负号,称为压应力.4、正应力公式(Formulafornormalstress)FkkF二、斜截面上的应力(Stressonaninclinedplane)1、斜截面上的应力(Stressonaninclinedplane)FkkFαpα以pα表示斜截面k-k上的应力,于是有沿截面法线方向的正应力沿截面切线方向的剪应力将应力pα分解为两个分量:pαFkkFFkkxnpα(1)α角2、符号的规定(Signconvention)(2)正应力拉伸为正压缩为负(3)切应力对研究对象

8、任一点取矩.pαFkkFFkkxnpα顺时针为正逆时针为负逆时针时为正号顺时针时为负号自x转向n(1)当=00时,(2)=450时,(3)=-450时,(4)当=900时,讨论xnFkk三、强度条件

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