拉压及扭转资料.ppt

* 第二章 拉伸、压缩 目 录 材料拉伸时的力学性能 力学性能：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学特性。 一 试件和实验条件 常温、静载 目 录 §2.4 材料拉伸时的力学性能 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 胡克定律 E—弹性模量（GN/m2） §2.4 材料拉伸时的力学性能 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 §2.4 材料拉伸时的力学性能 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 材料在卸载过程中应力和应变是线性关系，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 §2.4 材料拉伸时的力学性能 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 §2.4 材料拉伸时的力学性能 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 §2.5 材料压缩时的力学性能 一 试件和实验条件 常温、静载 目 录 §2.5 材料压缩时的力学性能 二 塑性材料（低碳钢）的压缩 拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同。 屈服极限 比例极限 弹性极限 E --- 弹性摸量 目 录 §2.5 材料压缩时的力学性能 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 §2.7 失效、安全因数和强度计算 一 、安全因数和许用应力 工作应力 极限应力 塑性材料 脆性材料 塑性材料的许用应力 脆性材料的许用应力 目 录 n —安全因数 —许用应力 §2.8 轴向拉伸或压缩时的变形 一 纵向变形 二 横向变形 钢材的E约为200GPa，μ约为0.25—0.33 EA为抗拉刚度 泊松比 横向应变 目 录 { §2.9 轴向拉伸或压缩的应变能 在 范围内,有 应变能（ ）：固体在外力作用下，因变形而储 存的能量称为应变能。 目 录 1 l D 第三章 扭 转 按输入功率和转速计算 电机每秒输入功： 外力偶作功完成： 已知 轴转速－n 转/分钟 输出功率－P 千瓦 求：力偶矩Me §3.2 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图 §3.3 纯剪切 采用截面法将圆筒截开，横截面上分布有与截面平行的切应力。由于壁很薄，可以假设切应力沿壁厚均匀分布。 由平衡方程 ，得 二、切应力互等定理 §3.3 纯剪切 在相互垂直的两个平面上，切应力必然成对存在，且数值相等；两者都垂直于两个平面的交线，方向则共同指向或共同背离这一交线。 纯剪切 各个截面上只有切应力没有正应力的情况称为纯剪切 切应力互等定理： §3.3 纯剪切 三、切应变 剪切胡克定律 在切应力的作用下，单元体的直角将发生微小的改变，这个改变量? 称为切应变。 当切应力不超过材料的剪切比例极限时，切应变?与切应力τ成正比，这个关系称为剪切胡克定律。 G — 剪切弹性模量(GN/m2) 各向同性材料，三个弹性常数之间的关系： τ §3.4 圆轴扭转时的应力 2.物理关系 根据剪切胡克定律 距圆心为? 处的切应力： 垂直于半径 横截面上任意点的切应力 与该点到圆心的距离 成正比。 §3.4 圆轴扭转时的应力 3.静力关系 横截面对形心的极惯性矩 §3.4 圆轴扭转时的应力 公式适用于： 1）圆杆 2） 令 抗扭截面系数 在圆截面边缘上，有最大切应力 横截面上某点的切应力的方向与扭矩方向相同，并垂直于半径。切应力的大小与其和圆心的距离成正比。 实心轴 §3.4 圆轴扭转时的应力 与 的计算 空心轴 令 则 §3.4 圆轴扭转时的应力 §3.4 圆轴扭转时的应力 实心轴与空心轴 与 对比 *