力学竞赛―材料力学ppt课件.ppt

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1、江苏省大学生力学竞赛第二部分材料力学南通职业大学建筑工程学院朱燕§1变形固体的基本假设、截面法、内力、应力、变形、应变§2轴力与轴力图、直杆横截面及斜截面上的应力、应力集中§3低碳钢及铸铁的拉伸和压缩实验§4材料拉伸及压缩时的力学性能、应力—应变曲线§5拉压杆强度条件、安全因数、许用应力材料力学考试大纲§5-1轴向拉、压杆的轴力§5-2轴向拉、压杆的应力§5-3轴向拉、压杆的变形及其计算§5-4材料在拉、压时的力学性质§5-5材料的极限应力、安全因数和许用应力§5-6拉压杆的强度条件第5章轴向拉伸和压缩变形固体的基本假设在外力作用下，一切固体都将发

2、生变形，称为变形固体。构件一般由固体材料制成，故构件一般都是变形固体。变形固体的假设1．连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充满物质（数学）；2．均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性能相同（力学）；3.各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力学性能相同（物理）；4.小变形假设：变形与本身的尺寸相比很小；5.线弹性假设：变形与载荷成比例。杆件变形的基本形式1.轴向拉伸和压缩受力特点：受大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的一对力。变形特点：杆件长度的伸长或缩短。杆件变形的基本形式2.剪切受力特点：受大小相等、方向相反、相距很近的一对力

3、，相对错动。变形特点：受剪杆件的两部分沿外力作用方向发生相对错动。杆件变形的基本形式3.扭转受力特点：大小相等、转向相反、作用面都垂直于杆轴的一对力偶。变形特点：杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动。杆件变形的基本形式4.弯曲受力特点：垂直于杆件轴线的横向力，或由作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶。变形特点：杆件轴线由直线变为受力平面内的曲线。§5-1轴向拉压杆的轴力轴向拉伸与压缩是四种基本变形中最基本、最简单的一种变形形式。一.轴向拉伸与压缩的概念受力特点：作用于杆端外力的合力作用线与杆件轴线重合。变形特点：沿轴线方向产

4、生伸长或缩短。FFFF拉伸压缩二.工程实例目录三.内力（轴力）计算（截面法）内力作用线与杆的轴线重合，故称其为轴力。轴力的正负号规则：同一截面位置处左、右侧截面上内力必须具有相同的正负号。拉伸时，为正；压缩时，为负。例：一直杆受力如图示,试求1-1和2-2截面上的轴力。20KN20KN40KN112220KN20KN20KN20KN40KN11四.轴力图轴力与截面位置关系的图线称为轴力图。纵轴表示轴力大小，横轴为截面位置。FAB113F22C2FF2F4KN9KN3KN2KN4KN5KN2KN任意横截面的内力等于截面一侧所有外力的代数和。结论：杆件

5、上各横截面的内力随着外力的变化而改变。公式中正负号：外力F：离开所求截面为正，反之为负。例：求图示杆件轴力，并作轴力图。解：（1）计算各段内力AC段：作截面1—1，取左段部分，kN（拉力）由得CB段：作截面2—2，取左段部分，并假设方向如图所示。由得则kN（压力）（2）绘轴力图选截面位置为横坐标；相应截面上的轴力为纵坐标，根据适当比例，绘出图线。习题（p77）5-1模拟题1、变截面杆AD受集中力作用，如图示，设NAB、NBC、NCD分别表示该杆AB段、BC段和CD段的轴力，则它们三者的关系为NABNBCNCD。模拟题2、变截面杆件受力如图，若AB，

6、BC，CD三段的横截面面积分别为A，2A，3A，则正应力最大的截面上所受的轴力大小为____________2P真题（2007年）1、等截面直杆受力如图所示，当F1=F2=F时，横截面m-m上：轴力为__；剪力为__；弯矩为___。当F1=-F2=F时，横截面m-m上：轴力为__；剪力为__；弯矩为__。真题答案（2007年）1、等截面直杆受力如图所示，当F1=F2=F时，横截面m-m上：轴力为_2Fcos_；剪力为_0_；弯矩为_0_。当F1=-F2=F时，横截面m-m上：轴力为_0_；剪力为_-2Fsin_；弯矩为_2Fasin_。真题（

7、2007年）2、等截面圆轴直径为D，受力如图所示，当F1=F2=F时，横截面m-m上：剪力为_；弯矩为__；扭矩为__。当F1=-F2=F时，横截面m-m上：剪力为___；弯矩为__；扭矩为___。真题答案（2007年）2、等截面圆轴直径为D，受力如图所示，当F1=F2=F时，横截面m-m上：剪力为_2F_；弯矩为_-2Fa_；扭矩为_0_。当F1=-F2=F时，横截面m-m上：剪力为__0_；弯矩为_0_；扭矩为__FD_。§5-2轴向拉、压杆的应力F1FnF3F2杆件截面上某一点处的内力集度称为该点的应力。σ称为正应力，τ称为切应力。一.应力的

8、概念二.横截面上的正应力1.几何变形实验：实验现象：1）所有纵向线伸长均相等。2）所有横向线均保持为直线，仍与变形后的纵向