轴向拉伸与压宿.ppt

 应力集中 2、铸铁压缩时的σ-ε曲线 ①延伸率 ②断面收缩率 d≥5%—塑性材料 d＜5%—脆性材料 塑性指标 l1——试件拉断后的长度 A1——试件拉断后断口处的最小横截面面积 3.冷作硬化 卸载定律 若加栽到强化阶段的某一点d 停止加载，并逐渐卸载，在卸载 过程中，荷载与试样伸长量之间 遵循直线关系的规律称为材料的 卸载定律。 ? a b c e f O g f ′ h ε d ′ d 在常温下把材料预拉到强化阶段然后卸载，当再次加载时，试样在线弹性范围内所能承受的最大荷载将增大.这种现象称为冷作硬化。 冷作硬化 ?e - 弹性应变 ?p - 塑性应变 ? a b c d e f O d ′ g f ′ h ? ?e ?p d e /% s /MPa 30铬锰硅钢 50钢 硬铝 塑性金属材料拉伸 s 0.2－名义屈服极限 9.3.3 其它材料的拉伸力学性能 实验试件 d h F F 9.3.4 材料压缩时的力学性能 ? s O ? e 压缩的实验结果表明 低碳钢压缩时的弹性 模量E屈服极限?s都与拉 伸时大致相同。 屈服阶段后，试件越 压越扁，横截面面积不 断增大，试件不可能被 压断，因此得不到压缩 时的强度极限。 1、低碳钢压缩时的σ-ε曲线 4、 金属材料压缩时的力学性能 比例极限spy，屈服极限ssy，弹性模量Ey基本与拉伸时相同。 ①低碳钢压缩实验： e s(MPa) 200 400 0.1 0.2 O 低碳钢压缩应力 —— 应变曲线 低碳钢拉伸—— 应力应变曲线 O ? /MPa /% e ?ｂ 铸铁压缩时破坏端面与横 截面大致成450～ 550倾角， 表明这类试件主要因剪切 而破坏。铸铁的抗压强度 极限是抗拉强度极限的 4～5倍。 s e O sbL 灰铸铁的 拉伸曲线 sby 灰铸铁的 压缩曲线 sbysbL，铸铁抗压性能远远大于抗拉性能，断裂面为与轴向大致成45o～55o的滑移面破坏。 ②铸铁压缩实验： 9.4　许用应力与强度条件 9.4.1 失效与许用应力 1、极限应力 材料的两个强度指标?s 和 ?b 称作极限应力或危险应力， 并用 ?u 表示. 　　对于塑性材料，当应力达到屈服极限时，构件已发生明显的塑性变形，影响其正常工作，称之为失效。 2、许用应力 塑性材料 脆性材料 以大于1的因数除极限应力，并将所得结果称为许用应力， 用[?]表示. n — 安全系数 杆内的最大工作应力不超过材料的许用应力 1、数学表达式 2、强度条件的应用 (2)设计截面 (1) 强度校核 (3)确定许可核载 9.4.2 强度条件 例1、图示空心圆截面杆，外径D＝18mm，内径d＝15mm，承受轴向荷载F＝22kN作用，材料的屈服应力σs＝235MPa，安全因数n=1.5。试校核杆的强度。 解： 杆件横截面上的正应力为: F F D d 1、强度校核： 2、截面设计 例2、如图所示，钢木组合桁架的尺寸及计算简图如图a所示。已知P=16KN，钢的许用应力 [?] =120MPa,试选择钢拉杆DI的直径d 材料的许用应力为: 显然，工作应力大于许用应力，说明杆件不能够安全工作。 解：（1）求拉杆D1的轴力N 用一假想载面m-m截取桁架的ACI部分（图b），并研究 其平衡： N R 从而： 取：d=9.2mm [考虑到实际工程中，用于圆拉杆的圆钢的最小直径为10mm，故可选用d=10mm] 图(a)所示三角架中，AC杆由两根 80 mm ? 80 mm?7 mm等边角钢组成，AB杆由两根10号工字钢组成。两种型钢的材料均为Q235钢，[s]=170 MPa。试求许用荷载[F]。 例题 3 3、许可载荷的确定 1. 由结点 A (图b)的平衡方程 （拉） （压） 解得 2. 计算各杆的许用轴力 先由型钢表查出相应等边角钢和工字钢的横截面面积，再乘以2得 由强度条件 得各杆的许可轴力： 杆AC的横截面面积 杆AB的横截面面积 3. 求三角架的许用荷载 先按每根杆的许用轴力求各自相应的许用荷载 该三角架的许用荷载应是[F1]和[F2]中值小的一个，所以 [F]=[F2]=280.7kN时 结构是不安全的 1. [F]=[F1]=184.6kN时 结构是安全的 例题 3 2. 试分析下述解法是否正确？并说明原因。 这种解法是不正确的，尽管