![点击分享此内容可以赚币 分享](/master/images/share_but.png)
轴向拉伸压缩与剪切.pptx
《轴向拉伸压缩与剪切.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《轴向拉伸压缩与剪切.pptx(85页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第第1章章 轴向拉伸、压缩与剪切轴向拉伸、压缩与剪切1.1、概述、概述1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.5、许用应力和强度条件、许用应力和强度条件1.6、简单桁架的结点位移计算、简单桁架的结点位移计算1.7、超静定问题及解法、超静定问题及解法1.8、应力集中、应力集中1.9、连接构件的实用计算、连接构件的实用计算1.1、概述概述1.1、概述概述1.1、概述概述1.1、概述概述一、一、轴向拉伸(压缩)轴向拉伸(压缩)2、受力特点:外力或外力合力的作用线受力特点:外力或外力合力的作用线与杆与杆轴线
2、重合轴线重合。3、变形特点:杆件发生变形特点:杆件发生轴向伸长或缩短轴向伸长或缩短。1、受力简图受力简图 FFFF1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图一、一、求内力求内力FFmm截面法截面法(1)截开截开(2)代替代替(3)平衡平衡mmFFN1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图FFmmFNmFm内力内力FN的作用线与轴线重合,称为的作用线与轴线重合,称为轴力轴力。1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图二、二、轴力符号规定轴力符号规定mmFFNmmFFN轴力背离截面,杆件受轴力背离截面,杆件受拉拉为为正正。轴力指向截面,杆件受轴力指向截面,杆件受压压为为负负。1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图三、三、轴力图轴力
3、图为表示轴力随横截面位置的变化,以平行于杆为表示轴力随横截面位置的变化,以平行于杆轴线的坐标表示横截面位置,以垂直于杆轴线轴线的坐标表示横截面位置,以垂直于杆轴线的坐标表示对应横截面的轴力,按一定比例,的坐标表示对应横截面的轴力,按一定比例,画出轴力图。画出轴力图。xFN3kN5kN+1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图例例1-1、已知已知F1=10kN,F2=20kN,F3=35kN,F4=25kN,画出画出图示杆件的轴力图。图示杆件的轴力图。F1F3F2F4ABCD解:解:(1)分段计算轴力分段计算轴力AB段段11FN1F1FN3F4FN2F1F22233BC段段CD段段F1F3F2F4ABC
4、D112233(2)画轴力图画轴力图xFN(kN)101025+最大轴力发生在最大轴力发生在CD段内。段内。1.2、轴力和轴力图轴力和轴力图1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形一、一、横截面上的应力横截面上的应力内力的分布规律内力的分布规律FFFF1、变形现象、变形现象:纵线的伸长量相等,横:纵线的伸长量相等,横线仍保持为直线,与纵线垂直。线仍保持为直线,与纵线垂直。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形2、平面假设、平面假设:直杆在轴向拉压时横截面仍保:直杆在轴向拉压时横截面仍保持为平面。持为平面。3、内力的分布、内力的分布:轴力均匀分布在横截面上。:轴力均匀分布在横截
5、面上。F FN4、正应力公式、正应力公式的正负号与的正负号与FN相同,正号相同,正号为拉应力,负号为压应力。为拉应力,负号为压应力。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形5、圣维南原理、圣维南原理杆端加力方式的不同,只对杆端附近截面的应杆端加力方式的不同,只对杆端附近截面的应力分布有影响,受影响的长度不超过杆的横向力分布有影响,受影响的长度不超过杆的横向尺寸。尺寸。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形二、二、斜截面上的应力斜截面上的应力FFkkFkknxpa逆时针逆时针为正为正为横截面正应力为横截面正应力1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形pa切应力符号规定:
6、切应力符号规定:称为称为全应力全应力。切应力对所在截面内侧任一点之矩为切应力对所在截面内侧任一点之矩为顺时针顺时针方向,为正号。方向,为正号。最大正应力位于横截面上,最大切应力位于最大正应力位于横截面上,最大切应力位于45斜截斜截面上。面上。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形三、三、拉压杆件的变形拉压杆件的变形1、轴向变形和胡克定律轴向变形和胡克定律FFll轴向变形轴向变形 l=l-l实验表明,拉(压)杆在材料的线弹性范围内,轴向实验表明,拉(压)杆在材料的线弹性范围内,轴向变形变形l ,与轴力,与轴力FN和杆长和杆长l 成正比,与横截面面积成正比,与横截面面积A成反比。成反比。
7、比例系数比例系数EE为为弹性模量弹性模量,跟材料有关,单位,跟材料有关,单位MPa1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形线弹性范围内,正应力与线应变成正比,线弹性范围内,正应力与线应变成正比,称为称为胡克定律。胡克定律。EA反映了杆件抗拉(压)变形的能力,反映了杆件抗拉(压)变形的能力,称为杆件的抗拉(压)刚度。称为杆件的抗拉(压)刚度。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形2、横向变形和泊松比横向变形和泊松比FFllbb横向变形横向变形 b=b-b线弹性范围内,同一材料的横向线应变线弹性范围内,同一材料的横向线应变与纵向线应与纵向线应变变的比值的绝对值为一常数,称为横向变
8、形系数或的比值的绝对值为一常数,称为横向变形系数或泊松比。泊松比。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形例例1-2、一横截面为正方形的砖一横截面为正方形的砖柱分上,下两段,其受力情况,柱分上,下两段,其受力情况,各段长度及横截面尺寸如图所示,各段长度及横截面尺寸如图所示,单位单位mm。已知。已知F=50kN,试求荷,试求荷载引起的最大工作应力。载引起的最大工作应力。30004000FFFABC370240解:解:(1)画轴力图画轴力图FN(kN)x501501.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形(2)求应力求应力30004000FFFABC370240FN(kN)x5015
9、0最大工作应力为最大工作应力为1.1MPa,为压应力,位于,为压应力,位于BC段。段。FN1sin45-F=0-FN1cos45-FN2=0例例1-3、图示结构,已知图示结构,已知 F=20kN,斜杆,斜杆AB为直径为直径20mm的圆截面杆,水平杆的圆截面杆,水平杆CB为为15mm15mm的方截面杆。试求杆件的方截面杆。试求杆件AB、CB的应力。的应力。解:(解:(1)计算各杆件的轴力计算各杆件的轴力 取节点取节点B为研究对象为研究对象FABC4512BF451.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形(2)计算各杆件的应力。计算各杆件的应力。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变
10、形FABC45121.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形例例1-4、求自由悬挂的直杆由纵向均匀分布载荷求自由悬挂的直杆由纵向均匀分布载荷q引起的应力和引起的应力和变形。已知杆长为变形。已知杆长为l,横截面面积为,横截面面积为A,弹性模量为,弹性模量为E。lq解:解:(1)画轴力图,求应力画轴力图,求应力mmxFNmmxFNxql+悬挂端的轴力以及正应力最大。悬挂端的轴力以及正应力最大。1.3、拉压杆件的应力与变形拉压杆件的应力与变形(2)求变形求变形各横截面的轴力不等,不可直接求变形。各横截面的轴力不等,不可直接求变形。lqmmxnndxFN(x)FN(x+dx)讨论:考虑杆件自重讨
11、论:考虑杆件自重等截面直杆的自重伸长等于全部重量集中等截面直杆的自重伸长等于全部重量集中于下端时伸长的一半。于下端时伸长的一半。1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1、力学性能力学性能:材料在外力作用下,在强度与变形方:材料在外力作用下,在强度与变形方面表现出的性能。它由材料的成分及其结构组织来决面表现出的性能。它由材料的成分及其结构组织来决定,也与温度、加载方式等有关。定,也与温度、加载方式等有关。载荷卸除后,变形完全消失,称为载荷卸除后,变形完全消失,称为弹性变形弹性变形。载荷卸除后,变形不能完全消失,遗留的变载荷卸除后,变形不能完全消失,遗留的变形称为形称为塑性变形塑性变
12、形。(残余变形)。(残余变形)2、变形变形3、材料分类材料分类(依据材料破坏前塑性变形的大小)(依据材料破坏前塑性变形的大小)脆性材料脆性材料(铸铁)、(铸铁)、塑性材料塑性材料(低碳钢)(低碳钢)1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4.1 低碳钢拉伸试验低碳钢拉伸试验一、一、试验条件试验条件常温、静载、标准试件(尺寸符合国标)常温、静载、标准试件(尺寸符合国标)标点标点 l0d0l0=10d0l0=5d0tl0b1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介二、二、试验设备试验设备电子万能试验机电子万能试验机1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介三、三
13、、试验结果试验结果反映试件所受荷载反映试件所受荷载F 与相应伸长与相应伸长l 之间的关系的曲之间的关系的曲线图,称为线图,称为拉伸图拉伸图。FOlEFABC1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介应力应力 为纵坐标,为纵坐标,为横坐标,为横坐标,绘出绘出应力应力-应变图应变图。消除尺寸影响消除尺寸影响OEFABC1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介四、四、低碳钢拉伸时力学性能低碳钢拉伸时力学性能1、弹性阶段弹性阶段O只产生弹性变形只产生弹性变形AOA段为直线段,满段为直线段,满足胡克定律,直线足胡克定律,直线斜率等于斜率等于E。p为比例极限。为比例极限。Be为弹性极
14、限。为弹性极限。(B为弹性阶段最高点)为弹性阶段最高点)1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介2、屈服阶段屈服阶段应力几乎不变,应变显著增加,材料失去抵抗变形应力几乎不变,应变显著增加,材料失去抵抗变形的能力,称为的能力,称为屈服屈服。OABCs为屈服极限。为屈服极限。(C为屈服阶段最低点)为屈服阶段最低点)滑移线滑移线1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介3、强化阶段强化阶段OABC经过屈服阶段,材料又经过屈服阶段,材料又恢复抵抗变形的能力,恢复抵抗变形的能力,要使其继续变形,需增要使其继续变形,需增加拉力,称为加拉力,称为材料的强材料的强化化。Eb为强度极限。为
15、强度极限。(E为强化阶段最高点)为强化阶段最高点)1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介4、颈缩阶段颈缩阶段OABCEF试件某一局部横截面显试件某一局部横截面显著收缩,产生著收缩,产生颈缩现象颈缩现象。1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介塑性指标延伸率延伸率截面收缩率截面收缩率塑性性能与二者成正比塑性性能与二者成正比l1为拉断后的标距长为拉断后的标距长度,度,A1为拉断后断口为拉断后断口处横截面面积。处横截面面积。塑性材料塑性材料 5%脆性材料脆性材料 5%1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介五、
16、五、卸载与冷作硬化卸载与冷作硬化OABCEFDD E卸载过程中,应力与卸载过程中,应力与应变之间保持为应变之间保持为线性线性关系关系,称为卸载定律。,称为卸载定律。由于预加塑性变形,由于预加塑性变形,从而使材料的比例极从而使材料的比例极限或弹性极限提高的限或弹性极限提高的现象,称为现象,称为冷作硬化冷作硬化。1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4.2 低碳钢压缩试验低碳钢压缩试验压缩试件为短圆柱体,高度是直径的压缩试件为短圆柱体,高度是直径的1.5到到3倍。倍。拉压等强度拉压等强度无压缩强度极限无压缩强度极限1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4.3 其
17、他塑性材料拉伸试验其他塑性材料拉伸试验1234102030e e(%)0100200300400500600700800900(MPa)1、锰钢、锰钢 2、硬铝、硬铝 3、退火球墨铸铁、退火球墨铸铁 4、低碳钢、低碳钢前三种材料无明显屈服阶段,前三种材料无明显屈服阶段,通常用产生通常用产生0.2%塑性应变的塑性应变的应力作为名义屈服极限。应力作为名义屈服极限。1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4.4 铸铁拉伸试验铸铁拉伸试验(1)应力应力-应变曲线是一段微应变曲线是一段微弯曲线弯曲线 ,胡克定律近似适用。,胡克定律近似适用。(2)无屈服和颈缩现象无屈服和颈缩现象,无无明显
18、塑性变形,明显塑性变形,沿试件横截面沿试件横截面发生断裂。发生断裂。(3)强度极限强度极限 1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介1.4.5 铸铁压缩试验铸铁压缩试验O /MPa/%c c1.4、工程材料的力学性能简介工程材料的力学性能简介铸铁抗压不抗拉铸铁抗压不抗拉1.5、许用应力和强度条件许用应力和强度条件一、一、许用应力与安全因数许用应力与安全因数1、极限应力极限应力:应力达到某一极限,材料就会:应力达到某一极限,材料就会发生破坏,此限度为极限应力。发生破坏,此限度为极限应力。u2、许用应力许用应力:适当降低极限应力,作为
19、杆件:适当降低极限应力,作为杆件安全工作的应力最大值。安全工作的应力最大值。塑性材料塑性材料脆性材料脆性材料1.5、许用应力和强度条件许用应力和强度条件3、关于安全因数的考虑关于安全因数的考虑(1)强度计算中,某些数据与实际有差异。比强度计算中,某些数据与实际有差异。比如载荷,横截面尺寸,应力计算的近似性等。如载荷,横截面尺寸,应力计算的近似性等。(2)给构件一定的强度储备。包括工作条件以给构件一定的强度储备。包括工作条件以及构件的重要性。及构件的重要性。许用拉、压应力相等许用拉、压应力相等塑性材料;塑性材料;许用压应力大于许用拉应力许用压应力大于许用拉应力脆性材料。脆性材料。塑性材料塑性材料
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轴向 拉伸 压缩 剪切
![提示](https://www.zixin.com.cn/images/bang_tan.gif)
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【胜****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【胜****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。