材料力学（刘鸿文教材）02拉压与剪切.ppt

《材料力学（刘鸿文教材）02拉压与剪切.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、湖南大学机械与运载工程学院1第二章拉伸、压缩与剪切2第二章拉伸与压缩§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例§2.2轴向拉伸与压缩时横截面上的内力和应力§2.3直杆轴向拉伸与压缩时斜截面上的应力§2.4材料拉伸时的力学性能§2.5材料压缩时的力学性能§2.6温度和时间对材料力学性能的影响§2.7失效、安全因素和强度计算§2.10拉、压超静定问题§2.11温度应力和装配应力§2.12应力集中的概念§2.13剪切和挤压的实用计算目录§2.8轴向拉伸或压缩时的变形§2.9轴向拉伸或压缩时的应变能3§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例§2-14§2.1轴向拉伸与压缩的概

2、念与实例5§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例6§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例7§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例8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。杆的受力简图为FF拉伸FF压缩§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例9§2.1轴向拉伸与压缩的概念与实例10§2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力FF1、轴力：横截面上的内力2、截面法求轴力mmFFN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FFN§2-211§2.

3、2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力3、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。§2-2FFmmFFNFFN12问题：如何方便地表达内力？考虑变形特点，轴向受力，变形形态之可能有两种：伸长、缩短。正负号规定：正号轴力--N的方向与截面外法线方向一致。负号轴力--N的方向与截面外法线方向相反。FFNFFN也即：拉伸为正、压缩为负。13轴力和轴力图已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图。11例题2-1FN1F1解

4、：1、计算各段的轴力。F1F3F2F4ABCDAB段BC段2233FN3F4FN2F1F2CD段2、绘制轴力图。14内力正负号的含义在求某截面轴力时，先暂时假设该截面轴力为拉力，则计算出来的内力正负号的含义为：①与原假设方向相同②即为材料力学规定的正号内力（拉力）正号表示：①与原假设方向相反②即为材料力学规定的负号内力（压力）负号表示：15画轴力图的要求①平行并对齐原杆件②轴力的符号要标在图上③控制点的坐标要标上16例2-2画图示均质等直杆的轴力图。F＝10kNR=20kNABL=1m17解：由于杆件均质等直，所以杆件除了受载荷F作用外，还受沿杆长均布的分布

5、载荷作用。分布载荷集度大小为F＝10kNR=20kNL=1mABq=10kN/mxF=10kNL=1mBQ=10kN/mxL-xxFN(x)20kN10kNFN18轴力和轴力图19---横截面上的应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。§2-3§2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力FFabcdFFabcd变形前变形后可以假设：变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面，且仍垂直于轴线。---截面平面假设20§2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力——横截面上的应力根据内力与应力的关系，有则如果横截面和内力

6、都是沿长度方向（x轴方向）变化，则21FF杆端应力集中现象：当杆端受集中力作用力不是分布力系时。圣文南原理：“力作用于杆端方式不同，只会使与杆端距离不大于杆的横向尺寸的范围内受影响。”22FFSaint-Venant原理与应力集中示意图(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。)变形示意图：abc应力分布示意图：应力集中现象还会在后面进行更为详细讨论。23——横截面上的应力该式为横截面上的正应力σ计算公式。正应力σ和轴力FN同号。即拉应力为正，压应力为负。圣文南原理24应力量纲基本单位帕斯卡兆帕1MPa=106Pa吉帕1GPa=109Pa常用单

7、位二、应力的量纲及单位25——横截面上的应力26例题2-2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）用截面法取节点B为研究对象45°12FBF45°——横截面上的应力272、计算各杆件的应力。FABC45°12FBF45°——横截面上的应力28例2－3一横截面为正方形的砖柱分上、下两段，其受力情况，各段长度及横截面尺寸如图(a)所示，已知F=50kN,试求构件的最大工作应力。F40003000CIIIBFAF2403

8、70(a)29解：首先作柱的轴力图如图(b)所示。F