05轴向拉伸和压缩.ppt

强度指标 A为原面积 塑性指标 (伸长率) (断面收缩率) 为塑性材料 为脆性材料 2.其他塑性材料拉伸时的力学性质 共性：有直线段,塑性变形较大,强度极限较高 不同: 多数塑性材料无明显屈服平台 ?0.2~ ?s ※对于无明显屈服平台的塑性材料以?0.2作为屈服点。 ?0.2＿产生0.2%的塑性 变形所对应的应力 3.铸铁拉伸 ?~ ? 微弯曲线，近似直线, ?=E ?, 较小。断口 平齐、粗 糙 ? ?b ? 5.3.2压缩 1. 低碳钢压缩 ?s ? ? 与拉伸比较 拉 压 得不到?b，压短而不断裂，以屈服点作为 破坏依据 2.铸铁压缩 ?b ? ? 沿与轴线大致成450面错开 是最大切应力造成的剪切破坏 5.3.3材料的塑性和脆性及其相对性 比较低碳钢和铸铁拉.压实验的结果可看出塑性材料和脆性材料的特性和区别 ★需要注意: 材料的特性随其外界条件 的变化要发生变化。（温度、时间、 载荷形式等） ★作业： 2.写拉伸实验的预习报告 1.阅读实验指导书 5.4许用应力、安全系数和强度条件 工作应力 构件受到的 极限应力?ｕ 概念：材料不失效（破坏）所能承受的应力 塑性材料?u= ?s(or ?0.2) 脆性材料?u 5.4.1安全系数与许用应力 安全系数：n1的数 构件工作时允许的应力[?]= ?u/n 塑性材料[?]= ?s/n 脆性材料[?t]= /n [?c]= /n 5.4.2 强度条件 对于等直杆 强度条件可解决的三类问题： 1）校核:已知外力、截面、材料 [ ] s s ＜ } 安全 [ ] s s 不安全 2）设计：已知外力、材料,求 3）确定许可载荷:已知截面、材料 求 下面以三个例题来说明在解每一类问题 时所需注意的问题 例5.4 校核题（P101） 步骤：外力 内力 应力? ？ 若 } [ ] s s ＜ 安全 若 不安全 [ ] s s 注意 1.校核题必须有结论,即安全与否 但 2.若 , s ＜５％ ＜５％ 则认为仍可以工作 ３.若结构为n个杆件或分段受 力的, 要每个杆件或每段都安全,结构才 安全。 例5.5 设计题（P102） 步骤：外力 内力 应力 强度条件 注意 1.截面设计要取整,一般mm(不是 四舍五入); 2.若结构有多个杆件而设计相 同截面时,需取大者。 例5.6 确载题（P102） 步骤:外力 内力 应力 强度条件 注意 １．当结构有多个杆件时,确定许 可载荷[F]={[F]1,[F]2,…}min 2.一般向下取整 5.5 轴向拉伸和压缩时的变形 5.5.1 纵向变形和横向变形 主要变形---纵向 当 时 l P P b1 1 b 当 时 e e m ` = 次要变形---横向变形 试验表明:在线弹性范围内 泊松比(横向变形系数) l P P b1 1 b 横向应变 5.5.2 胡克定律 前面已知:当 当 时 胡克定律的两种表达式： ~ e s E s e = 当l段内 时 l D FN ~ EA FN l l = D EA---抗拉(压)刚度 胡克定律的应用 1） 当FN、 EA在分段内不变化时 2） 当FN(x)、A(x)取dx段后再积分 3） 利用杆件的变形可计算节点的位移 ò = D l x EA dx x FN l ) ( ) ( 例 5.7 已知: ` ` ` ` ` ` ` ` 求: 1. 2. F2=20kN A B 解: 计算各段内力 FN1=20-50 =-30kN FN2=20kN FN3=20kN 注意 2.位移与变形的联系。 1. 式为代数和,FN有正负。 例5.8 已知: ` ` ` ` 求: 解: 内力计算FN(x)=F+ Ax F x F 应力计算 变形计算 ※注意内力为x的函数 5.6 轴向拉伸和压缩时的弹性变形能 5.6.1变形能的概念和功能原理 ?l 外力 杆件变形 做功W 变形能U 不计其他能量损失 U=W 功能原理 5.6.2轴向拉（压）杆的 变形能及比能 ? F F F ? ? (外力作用点位移?= ) 对线弹性体： 1 — 2 比能u= ★注意 1.变形能U=f(F2),不满足叠加原理 2.当在L段内FN、EA均不变时 3.当FN、EA在分段内不变化 4.当FN(x),A(x)需取dx的积分 功能原理的应用 利用功能原理可导出一系列的方法，称 能量法。可计算各种结构,任意截面、点,任意 方向的位移。 但若结构上只有一个做功力,且求力作用 点沿力作用方向的位移,可由功能原理的原始 有关能量法求位移的问题这里不