化工设备机械基础第二章拉伸与压缩.ppt

化工设备机械基础主讲：崔艳宏教研室：石化楼314室TEL 第1篇 工程力学基础第1章 引言 1.1构件 承受载荷，传递载荷的部件 构件的受力分析主要研究构件的受力情况及平衡条件，进行受力大小的计算。 1.2 强度、刚度与稳定性 构件的承载能力是指构件在外力作用下的强度、刚度和稳定性。 强度是指构件抵抗外力破坏的能力。 刚度是指构件抵抗变形的能力。 稳定性是指构件在外力作用下保持其原有平衡状态的能力。 1.3基本变形形式 在构件的承载能力分析中，主要研究静载荷作用下的等截面直杆的几种基本变形，即轴向拉伸和压缩变形、剪切和挤压变形、扭转变形、弯曲变形等 杆件的几种基本变形形式 1 轴向拉伸或压缩 化工设备机械基础 第2章 轴向拉伸与压缩 学习目标 1.理解轴向拉伸与压缩的概念 2.了解轴向拉伸与压缩应力分析方法 3.掌握轴向拉伸与压缩的强度计算 轴向拉伸与压缩 一、拉压概念 1、拉压实例 1、拉压实例 2、拉压概念 受力特点：沿轴向作用一 对等值、反向的拉力或压力 变形特点：杆件沿轴向伸 长或缩短。 这种变形称为轴向拉伸 或压缩。 要点： (1) 外力的作用线必须与轴线重合。 （2）压缩指杆件未压弯的情况，不涉及稳定性问题。 判断下列那些杆件属于轴向拉压杆？ 2.2 拉、压时的内力 2.2.1 内力的概念 内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用称为内力。 拉压杆的内力沿轴向称轴力。 内力随外力的增大而增大，但内力的增大是有限度的，当达到一定限度时，构件就要被破坏。构件的破坏与内力密切相关 2.2.2 截面法求内力 将受外力作用的杆件假想地切开用以显示内力，并以平衡条件来确定合力的方法。 过程：切、取、代、平。 拉为正 讨论： 以下关于轴力的说法中，哪一个是错误的？ 拉压杆的内力只有轴力； 轴力的作用线与杆轴线重合； 轴力是沿杆轴作用的内力； 轴力与杆的横截面和材料无关。 轴力图：N--x ，表示杆件的轴力与横截面位置的关系 2.4 轴向拉压时的变形 变形分析 杆件在受拉压作用时，它的尺寸将发生变化，轴向尺寸的伸长或缩短以及横向尺寸的缩小或增大。 ： 2.4 轴向拉压时的变形 2.4.1 纵向变形 2.4 轴向拉压时的变形 2.4.2 横向变形 在弹性范围内，横向应变ε′与轴向应变ε之比的绝对值称为横向变形系数或泊松比，用μ来表示。即： 对于一定的材料，μ为定值。见表2-1 2.4.3 胡克定律 研究应力与应变的关系 实验证明：杆件在受拉压时，当应力未超过某一限度时，则纵向应变与正应力成正比： 或 拉压虎克定律 2.4.3 胡克定律 当应力未超过某一限度时，杆件的绝对变形Δι与轴力N、原长ι成正比，而与杆件的横截面面积A成反比. 式中 E---材料的弹性模量,它表示材料刚性大小的物理量。它与材料有关。表2-1。 P13 例2-3 讨论： 图示阶梯杆总变形为（ ） （A）0 （B） ?(C) (D) 2.5轴向拉、压时的强度计算 （2.3.2 ）拉、压时的应力 单位截面面积上的内力 称为应力。 拉压杆横截面任一点均产 生正应力。拉压杆横截面 上正应力是均匀分布的。 讨论： 图示阶梯杆AD受三个集中力F 作用，设AB、BC、CD段的横截面面积分别为A、2A、3A，则三段杆的横截面上（） （A）轴力不等，应力相等； （B）轴力相等，应力不等； （C）轴力和应力都相等； （D）轴力和应力都不等。 2.5.1许用应力与安全系数