建筑力学之轴向拉伸与压缩.ppt

§2-1 §2-2 §2-2 §2-3 应力的量纲和单位 应力的量纲为［力］／［长度］2 §2-4 1材料拉伸时的机械性能 常温静载拉伸试验是研究材料(尤其是金属材料)机械性质最常用和最基本的试验。 为了便于比较各种材料在拉伸时的机械性质，试验时将材料制成标准圆试件；当试验材料为板材时，则采用标准板试件。 §2-5 压 缩 试 验 压 缩 试 验 §2-6 §2-7 应力一应变曲线与应力特征值 1 一般试验机均可将试验 过程中的轴力P和对应 的伸长量△l自动地绘 成P- △l曲线，称为“拉伸曲线” 在进行拉伸试验时： 将标准試件安装在试验机的夹具中 开动机器缓慢加载 直至试件拉断为止 A3钢的拉伸曲线 A3钢的拉伸曲线 对于同样的材料，这种以 纵坐标表示拉力P，以横 坐标表示绝对伸长△l的图 线，将随着试件的尺寸而 改变。 为了消除尺寸的影响，获 得反映材料性能的曲线， 将纵坐标P和横坐标△l分 别除以试件的初始截面积 A0和标距l0，得到材料拉 伸时的应力一应变曲线， 即σ-ε曲线。 A3钢的σ - ε曲线 A3钢的σ - ε曲线 低碳钢（如A3钢）是工程上使用较广泛的材料，同时，它在拉伸过程中所表现的机械性质具有一定的代表性，所以常常把它作为重点研究。 从A3钢的σ-ε曲线 可以看出材料的一些特性。 §6-4 材料拉伸时的力学性质 明显的四个阶段 1、弹性阶段ob 比例极限 弹性极限 2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力） 屈服极限 3、强化阶段ce（恢复抵抗变形的能力） 强度极限 4、局部径缩阶段ef 目 录 四个阶段试件的变化： §6-4 材料拉伸时的力学性质 两个塑性指标: 断后伸长率 断面收缩率 为塑性材料 为脆性材料 低碳钢的 为塑性材料 目 录 §6-4 材料拉伸时的力学性质 三 卸载定律及冷作硬化 1、弹性范围内卸载、再加载 2、过弹性范围卸载、再加载 即材料在卸载过程中应力和应变是线形关系，这就是卸载定律。 材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。 目 录 §6-4 材料拉伸时的力学性质 四 其它材料拉伸时的力学性质 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限σp0.2来表示。 目 录 §6-4 材料拉伸时的力学性质 对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。 σbt—拉伸强度极限（约为140MPa）。它是衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。 目 录 §6-5 材料压缩时的力学性质 一 试件和实验条件 常温、静载 目 录 §6-5 材料压缩时的力学性质 二 塑性材料（低碳钢）的压缩 屈服极限 比例极限 弹性极限 拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同。 E --- 弹性摸量 目 录 低碳钢压缩试验现象： 低碳钢压缩变扁，不会断裂，由于两端摩擦力影响，形成“腰鼓形”。 §6-5 材料压缩时的力学性质 三 脆性材料（铸铁）的压缩 脆性材料的抗拉与抗压性质不完全相同 压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限 目 录 铸铁压缩时的应力一应变曲线 和拉伸曲线（图中虚线） 相似，其线性阶段不明 显，但压缩时的强度极 限σb却大大高于拉伸时 的数值（约高2～4倍）， 且发生明显的塑性变形。 脆性材料由于压缩强度 高，因而多用于制作承 压构件，例如建筑物基 础、机器底座、电机外 壳等。 灰铸铁抗压强度sbc 强度极限： 灰铸铁压缩 试验现象： tmax引起 * * 第六章 拉伸与压缩 目 录 第六章 拉伸与压缩 §6-1 概 述 §6-2 轴 力 和 轴 力 图 §6-3 截 面 上 的 应 力 §6-4 材料拉伸时的力学性质 §6-5 材料压缩时的力学性质 §6-6 拉 压 杆 的 强 度 条 件 §6-7 拉压杆的变形 胡克定律 §6-8 应 力 集 中 的 概 念 目录 目 录 §6-1 概述 目 录 §6-1 概述 目 录 §6-1 概述 目 录 §6-1 概述 目 录 特点： 作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。 杆的受力简图为 F F 拉伸 F F 压缩 §6-1 概述 目 录 §6-1 概述 目 录 §6-2 轴力和轴力图 F F 1、轴力：横截面上的内力 2、截面法求轴力 m m F FN 切: 假想沿m-m横截面将杆切开 留: 留下左半段或右半段 代: 将抛掉部分对留下部分的作用用内力代替 平