第2章轴向拉伸和压缩-副本讲解.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * 广东工业大学机电学院路家斌 广东工业大学机电学院路家斌 * 第一篇：《工程力学》 《理论力学》:研究构件在外力作用下的受力及平衡条件（第1章） 《材料力学》:研究构件在外力作用下的变形、受力和破坏的规律（第2、3和4章） * §2-1 概 述 §2-2 轴向拉伸和压缩的基本概念 §2-3 轴向拉伸和压缩时的内力和应力 §2-4 材料拉伸和压缩时的力学性能 §2-5 拉(压)杆件的强度计算 §2-6 拉(压)杆件的变形  《材料力学》 第2章 轴向拉伸和压缩 * 重点： 拉压杆横截面上的内力、应力及许用应力的概念 拉压杆的强度计算 难点： 拉压杆轴力的分析、计算 拉压杆的强度计算  《材料力学》 第2章 轴向拉伸和压缩 * 1、弹性变形：随外力去除而消失的变形称为弹性变形 塑性变形：随外力去除而无法恢复的变形称为塑性变形 2、失效：构件所能承受的外力是有限的，超过一定的限度，构件就 会丧失正常的功能，这种现象称为失效 3、集中载荷：经由极小的面积传递给构件的力 分布载荷：作用于构件某段长度或面积上的外力 4、静载荷：大小不随时间变化或很少变化 动载荷：大小随时间改变 §2-1 概述 一、基本概念 * 承载能力通过三方面来体现： 1.足够的强度 构件具有足够的抵抗破坏的能力。 构件首先应满足的基本要求。 2.足够的刚度 构件在外力作用下抵抗变形的能力 3.足够的稳定性 构件具有足够的保持原有平衡形式的能力。 《材料力学》的任务: 在满足强度、刚度、稳定性的前提下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择合理的材料和热处理方法。为构件设计提供必要的理论基础和计算方法 §2-1 概述 二、构件正常工作的基本要求 * 拉伸 压缩 扭转 剪切 弯曲 组合变形 F F a ) F F b ) F F c ) T T d ) m m e ) §2-1 概述 三、杆件变形的基本形式 * §2-2 轴向拉伸和压缩的基本概念 一、轴向拉伸和压缩的基本概念 * 1. 内力的概念 对于所研究的构件来说，其他构件或物体作用于其上的力均为外力。 构件因外力作用而产生变形，其内部各部分之间因相对位置改变而引起的相互作用，称内力。 在一定限度内，内力随外力的增大而增加。若内力超过了限度，则构件将破坏。 F F m m §2-3 轴向拉伸和压缩时的内力与应力 一、内力、截面法和轴力 * 2. 截面法和轴力 规定: FN m F F m m m F FN=F F FN=F 用截面法求内力的步骤： （1）在欲求内力的截面处，假想地将杆件截成两段； （2）留下任一段，在截面上加上内力，以代替弃去部分对它的作用； （3）运用平衡条件确定内力的大小和方向。 轴力 +(拉) -(压) FN §2-3 轴向拉伸和压缩时的内力与应力 一、内力、截面法和轴力 * 例 图示为一杆沿轴线同时受力F1、 F2 、 F3 的作用，其作用点分别为A、C、B， 求杆各段的轴力。 F2 = 3kN F3 = 1kN B C F1 1 1 A A F1 = 2kN F1 2 2 A C F2 FN1 FN2 解: 由于杆上有三个外力，因此在AC段和BC段的横截面上将有不同的轴力。 (1) AC段 (2) BC段 x FN o 2 2 1 1 FN2 B 2 2 F3 轴力图 * 1.应力概念 　　应力——单位面积上的内力 2. 拉（压）杆横截面上的应力 正应力: 单位: 或 F F F F F N §2-3 轴向拉伸和压缩时的内力与应力 二、应力的概念、拉（压）杆横截面上的应力 * 1. 拉伸试验和应力－应变曲线 标准试件 d L 低碳钢拉伸图 §2-4 材料拉伸和压缩时的力学性能 一、材料在拉伸和压缩时的力学性质 * 1. 拉伸试验和应力－应变曲线 应力 应变 低碳钢拉伸图 §2-4 材料拉伸和压缩时的力学性能 一、材料在拉伸和压缩时的力学性质 * 1. 拉伸试验和应力－应变曲线 σp —— 比例极限 σe —— 弹性极限 σS —— 屈服极限 σB —— 强度极限 极限应力 §2-4 材料拉伸和压缩时的力学性能 一、材料在拉伸和压缩时的力学性质 * 2. 低碳钢在拉伸时的力学性质 (1) 拉伸试验过程的几个阶段 1) 弹性阶段(OA段) 胡克定律 E：弹性模量 σp —— 比例极限 σe —— 弹性极