工程力学 教学课件 作者 樊爱珍 主编 翟芳婷 副主编 14 轴向拉压概念和内力.ppt

尚辅网 尚辅网 1、研究对象：变形体 3、材料力学研究内容 3、工程实例 课堂练习： 思考：轴力图与杆件的粗细有关吗？ 课堂练习： 课堂练习： 课堂练习： 尚辅网 3、试用快捷方法画出轴力图。 图13 （a） 2F F （b） 2kN （d） F 2F 2F F F F 2F 2F （c） 3kN 4kN 尚辅网 思考：怎样判断杆件在轴向力作用下的危险截面？ ？ 尚辅网 小 结 一、轴向拉伸（压缩）的概念； 二、截面法求横截面上的内力； 三、轴力图的绘制； 四、轴力图绘制的快捷方法； *课 件 工 程 力 学 *工 程 力 学 尚辅网 第四章 拉压杆件的概念与内力 尚辅网 主要内容 一、材料力学基本概念； 二、轴向拉压的概念； 三、轴向拉压的内力。 尚辅网 2、基本假设 (1)均匀连续性假设 假定变形体内部毫无空隙地充满物质，且各点处的力学性能都是相同的。　 (2)各向同性假设 假定变形体材料内部各个方向的力学性能是相同的。 (3)弹性小变形假设 弹性变形—卸载后能够完全消失的变形。 塑性变形 —卸载后不能消失的变形。 一、材料力学的基本概念 尚辅网 （1）构件的承载能力：包括以下三个方面 强 度—构件抵抗破坏的能力。 稳定性—压杆维持直线平衡状态的能力。 刚 度—构件抵抗变形的能力。 （2）经济性—经济节约，降低生产成本。 （3）材料力学的任务—在满足构件既安全又经济的前提下，为构件选择合适的材料，设计合理的截面形状和尺寸，提供必要的理论基础和实用的计算方法。 尚辅网 4、杆件变形的基本形式 a 轴向拉伸和压缩变形 b 剪切变形 c 扭转变形 d 弯曲变形 四种基本变形两种组合变形 图1 基本变形 尚辅网 二、轴向拉压的概念 1、受力特点： 2、变形特点： 杆件沿着轴线伸长或缩短。 杆件所受的外力作用线与轴线重合。 拉压—动画演示 尚辅网 (a) （b） （c） 图2 轴向拉压 （a）螺栓受力图；（b）拉压示意图；（c）桁架示意图 尚辅网 轴向压缩杆件 轴向压缩杆件 图3 工程实例 尚辅网 图4 分析下面杆件在不同力作用下的变形是否属于轴向压缩变形？ （a） （b） （c） （d） F F F F F F F F 尚辅网 FN F F F 1、杆件横截面上的内力： 由外力引起杆件内部材料物质间相互作用力的改变量，称为内力。 2、内力的求解： 三、轴向拉压的内力 图示为一压杆的力学模型，为了确定其横截面m-m的内力，可以假想地用截面m-m把杆件截开，分为上、下二段。 由二力平衡知，该内力必与外力F共线，且沿杆轴线方向，称为轴力，用FN表示。 列平衡方程可得 m m m m 拉压的内力—动画演示 图5 尚辅网 3.截面法 以上求内力的方法称为截面法，其步骤如下： 假想地用一个截面把杆件分为两段—取出任一段为研究对象—将另一段对该段截面的作用力，用内力代替—列平衡方程式求出该截面内力的大小。 尚辅网 结 论 截面法求轴力的步骤： 1、切开； 2、画受力图； 3、列平衡方程 尚辅网 例1：用截面法求1-1、 2-2、 3-3截面的轴力。 10kN 10kN 1 1 2 2 3 3 10kN 1 1 FN1 10kN FN2 FN3 10kN 2 2 3 3 尚辅网 F 2F 例2：求1-1、2-2、3-3截面的轴力。 1 1 2 2 3 3 F 2F 2F 1 1 FN1 FN2 FN3 2 2 3 3 2F F 尚辅网 F 2F 例3：求1-1、2-2、3-3截面的轴力。 1 1 2 2 3 3 F 2F 1 1 FN1 2F FN2 2 2 2F FN3 3 3 F 尚辅网 例4：应用截面法求1-1、 2-2截面的轴力，并画出轴力图。 10kN 10kN 1 1 2 2 10kN 1 1 FN1 FN 10kN 此图为轴力图 10kN 2 2 FN2 四、轴力图的绘制 尚辅网 结 论 从截面法求轴力可以得出： 两外力作用点之间各个截面的 轴力相等，轴力图是一条水平线。 尚辅网 F F x FN 2F F F A B C 例5：求1-1、 2-2截面的轴力，并画出轴力图。 1 1 2 2 尚辅网 F 2F 例6：求1-1、2-2、3-3截面