轴向拉伸和压缩.ppt

第二章轴向拉伸和压缩§2–1轴向拉压的概念轴向压缩，对应的力称为压力。一、内力
指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。二、截面法·轴力2.轴力——轴向拉压杆的内力，用N表示。①反映出轴力与截面位置变化关系，较直观；
②确定出最大轴力的数值
及其所在横截面的位置，
即确定危险截面位置，为
强度计算提供依据。[例1]图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、
P的力，方向如图，试画出杆的轴力图。同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：轴力(图)的简便求法：自左向右:解：x坐标向右为正，坐标原点在
自由端。
取左侧x段为对象，内力N(x)为：题：试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面的轴力，并作轴力图一、应力的概念工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。③全应力分解为：变形前均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。题：图示杆件BC段的横截面面积为A，AB和CD段的横截面面积是2A，求杆件各段的内力和应力。
三、拉(压)杆斜截面上的应力P[例3]直径为d=1cm杆受拉力P=10kN的作用，试求最大剪应力，并求与横截面夹角30°的斜截面上的正应力和剪应力。§2－4材料在拉伸和压缩时的力学性能2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。二、低碳钢试件的拉伸图(P--L图)(一)低碳钢拉伸的弹性阶段(oe段)(二)低碳钢拉伸的屈服(流动）阶段(es段)２、卸载定律：1、延伸率:四、无明显屈服现象的塑性材料六、材料压缩时的机械性能失效：脆性材料的断裂和塑性材料出现塑性变形。强度设计准则（StrengthDesign）：[例4]已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，载荷的分布集度为：q=4.2kN/m，屋架中的钢拉杆直径d=16mm，许用应力[]=170MPa。试校核刚拉杆的强度。③应力：[例5]简易起重机构如图，AC为刚性梁，吊车与吊起重物总重为P，为使BD杆最轻，角应为何值？已知BD杆的许用应力为[]。BD杆面积A：YAA[例7]图示二杆组成的杆系，AB是钢杆，截面面积A1=600mm2,钢的许用应力[σ]=140MPa，BC杆是木杆，截面面积A2=30,000mm2，它的许用拉应力是[σ+]=8MPa，许用压应力[σ-]=3.5MPa。求最大许可载荷P。由杆2的强度条件得
图示双杠夹紧机构，需产生一对20kN的夹紧力，试求水平杆AB及二斜杆BC和BD
的横截面直径。设三杆的材料相同，[]=100MPa，=30o 1、杆的纵向总变形：4、x点处的纵向线应变：在弹性范围内C'2、写出图2中B点位移与两杆变形间的关系变截面杆如图所示。已知：A1=8cm2，A2=4cm2，E=200GPa。求杆件的总伸长
l。§2－10拉压超静定问题及其处理方法[例9]设1、2、3三杆用铰链连接如图，已知：各杆长为：L1=L2、L3=L；各杆面积为A1=A2=A、A3；各杆弹性模量为：E1=E2=E、E3。外力沿铅垂方向，求各杆的内力。几何方程——变形协调方程：平衡方程；几何方程——变形协调方程；物理方程——弹性定律；补充方程：由几何方程和物理方程得；解由平衡方程和补充方程组成的方程组。[例10]木制短柱的四角用四个40404的等边角钢加固，角钢和木材的许用应力分别为[]1=160MPa和[]2=12MPa，弹性模量分别为E1=200GPa和E2=10GPa；求许可载荷P。P所以在△1=△2的前提下，角钢将先达到极限状态，即角钢决定最大载荷。、几何方程、物理方程及补充方程：1、静定问题无温度应力。CC、物理方程[习题]受预拉力10kN拉紧的缆索如图所示。若在C点再作用向下15kN的力，并设缆索不能承受压力。试求在h=l/5和h=4l/5两种情况下，AC和BC两段内的内力。§2－13连接件的剪切与挤压强度计算P2、剪切的受力特点和变形特点：nn二、剪切的实用计算1、剪切面--AQ：错动面。剪力--Q：剪切面上的内力。4、工程计算的二重性三、挤压的实用计算2、挤压面积：接触面在垂直Pjy方向上的投影面的面积。四、应用[例12]木榫接头如图所示，a=b=12cm，h=35cm，c=4.5cm,
P=40KN，试求接头的剪应力和挤压应力。m综上，键满足强度要求。解：键的受力分析如图m解：受力分析如图钢板的2--2和3--3面为危险面题图示螺钉受拉力P作用，已知材料的剪切许用应力[]与拉伸许用应力[]的关系为[]=0.6[]，试求螺钉直径d与钉头高度h的合理比值。题一螺栓将拉杆与厚为8mm的两块盖板相联接，如图所示，各零件材料相同，许用应力均为[]=80MPa，[]=60MPa，[