第二章轴向拉压.ppt

材料力学此类受轴向外力作用的等截面直杆称为拉杆或压杆。二、轴力及轴力图求内力的一般方法——截面法可看出：杆件任一横截面上的内力，其作用线均与杆件的轴线重合，因而称之为轴力，用记号FN表示。引起伸长变形的轴力为正——拉力（背离截面）；
引起压缩变形的轴力为负——压力（指向截面）。FN若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轴力的数值，所绘出的图线可以表明轴力与截面位置的关系，称为轴力图。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。FN=F例试作图示杆的轴力图。注意假设轴力为拉力此时取截面3-3右边为分离体方便，仍假设轴力为拉力。由轴力图可看出例：x1F§2-2拉压杆的应力与圣维南定理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。亦即横截面上各点处的正应力都相等。已知静力学条件适用条件：力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离不大于杆的横向尺寸的范围内受到影响。例试求此正方形砖柱由于荷载引起的横截面上的最大工作应力。已知F=50kN。Ⅱ段柱横截面上的正应力三、拉（压）杆斜截面上的应力变形假设：两平行的斜截面在杆件发生拉（压）变形后仍相互平行。s0为拉(压)杆横截面上()的正应力。总应力又可分解为斜截面上的正应力和切应力：通过一点的所有不同方位截面上应力的全部情况，成为该点处的应力状态。讨论：§2-3材料在拉伸和压缩时的力学性能一、材料的拉伸和压缩试验材料试验机试验设备：四个阶段：为了消除掉试件尺寸的影响，将试件拉伸图转变为材料的应力——应变曲线图。拉伸过程四个阶段的变形特征及应力特征点：Ⅱ、屈服阶段Ⅲ、强化阶段Ⅳ、局部变形阶段三、材料的卸载及再加载规律冷作硬化对材料力学性能的影响伸长率Q235钢的主要强度指标：思考：五、其他金属材料在拉伸时的力学性能无屈服阶段的塑性材料，以sp0.2作为其名义屈服极限，称为规定非比例伸长应力或屈服强度。灰口铸铁在拉伸时的s—e曲线铸铁试件在轴向拉伸时的破坏断面：压缩试样—短试件压缩特点：
1、压缩时的sb和d均比拉伸时大得多，宜做受压构件；
2、即使在较低应力下其s—e也只近似符合胡克定律;
3、试件最终沿着与横截面大致成5055的斜截面发生错动而破坏。§2-4应力集中的概念理论应力集中因数：应力集中对强度的影响：均匀的脆性材料或塑性差的材料§2-5强度条件•安全系数•许用应力ns一般取1.25~2.5，Ⅱ、关于安全因数的考虑Ⅲ、拉（压）杆的强度条件例1(管道修理)：合金钢管D=30mm,d=27mm,=850MPa,=250MPa,求外套外径
方程仅一个未知数，代值求解,=38.5mm,取=39mm。例2.例2-5杆系结构如图所示，已知杆AB、AC材料相同，MPa，横截面积分别为mm2，mm2，试确定此结构许可载荷[P]。例3图示三角架中，杆AB由两根10号工字钢组成，杆AC由两根80mm80mm7mm的等边角钢组成。两杆的材料均为Q235钢，[s]=170MPa。试求此结构的许可荷载[F]。（1）节点A的受力如图，其平衡方程为：（2）查型钢表得两杆的面积(4)按每根杆的许可轴力求相应的许可荷载：