材料力学拉伸、压缩与剪切分析.ppt

* （二）、铸铁拉伸试验 1）无明显的直线段； 2）无屈服阶段； 3）无颈缩现象； 4）延伸率很小。 σb——强度极限 E——割线的弹性模量 2.4 材料在拉伸时的力学状态 ?b * 铸铁的拉伸破坏 2.4 材料在拉伸时的力学状态 * 低碳钢的压缩试验 超过屈服阶段后，外力增加面积同时相应增加，无破裂现象产生。 二、 材料在压缩时的力学性质 2.4 材料在拉伸时的力学状态 试样尺寸 弹性阶段，屈服阶段均与拉伸时大致相同。 * 其它脆性材料压缩时的力学性质大致同铸铁，工程上一般作为抗压材料。 2：破坏面大约为450的斜面。 铸铁的压缩试验 1.σ压 = 3～4σ拉 2.4 材料在拉伸时的力学状态 * 塑性材料与脆性材料的力学性能的区别 塑性材料在断裂前有很大的塑性变形，而脆性材料 直至断裂，变形却很小，这是二者基本的区别。 (2) 塑性材料抵抗拉压的强度基本相同，它既可以用于 制作受拉构件，也可以用于制作受压构件。 2.4 材料在拉伸时的力学状态 * * * 西北农林科技大学-材料力学 * 2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 2.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力 2.4 材料在拉伸时的力学性能 2.5 材料在拉伸时的力学性能 第二章 拉伸、压缩与剪切 2.6 温度和时间对材料力学性能的影响 * 2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 轴向拉伸与压缩的实例： * 2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 受力特点：作用于杆件上的外力（合力）的作用线与杆件的轴线重合。 变形特点：变形的结果使杆件沿轴线方向伸长或缩短。 F F 拉伸 F F 压缩 * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 N和N 称为轴力 轴力的符号：拉正，压负。 左端：∑X = 0, N – P = 0 N = P 右端：∑X = 0, -N + P = 0 N = P 沿m-m截开 1 轴力图及其意义 P P m m ﹜ P N x N‘ P { * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 ① 直观反映轴力与截面位置变化关系； ② 确定出最大轴力的数值及其所在位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据。 轴力图的意义： x FN O 用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置,用垂直于杆轴线的坐标表示横截面上的轴力数值,从而绘出表示轴力与横截面位置关系的图线,称为轴力图. 将正的轴力画在x轴上侧,负的画在x轴下侧. * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 例1 已知：P1 = 3kN, P2 =2kN, P3 =1kN。求：轴力和轴力图。 解：1. 求轴力 1－1： ∑X = 0, N1+ P1 = 0 N1 ＝ -P1 ＝ –3kN 2－2： 左：∑X = 0 N2 + P1 – P2 = 0 N2 = P2 - P1 = –1kN 右：∑X= 0, N2 +P3 = 0 N2 = –1kN Nmax = 3kN 2. 画轴力图 P1 N1 x P1 P2 P3 1 1 2 2 N x -3kN -1kN P1 N2 x P2 N2 P3 x * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 例2 图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为FA = 5 F、 FB = 8 F、 FC = 4 F、 FD= F 的力，方向如图，试求各段内力并画出杆的轴力图。 FN1 A B C D FA FB FC FD A B C D FA FB FC FD O * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 FN x 2F 3F 5F F A B C D FA FB FC FD O * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 例3 等直杆BC , 横截面面积为A , 材料密度为r , 画杆的轴力图，求最大轴力 解：1. 轴力计算 2. 轴力图与最大轴力 轴力图为直线 * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 1.变形现象(Deformation phenomenon) （1） 横向线ab和cd仍为直线,且仍然垂直于轴线; （2） ab和cd分别平行移至ab和cd , 且伸长量相等. 结论：各纤维的伸长相同,所以它们所受的力也相同. F F a b c d 2 拉压时橫截面上的应力 只根据轴力并不能判断杆件是否有足够的强度，用横截面上的应力来度量杆件的受力程度。 * 2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力 2.平面假设