结构力学第二章-轴向拉压剖析.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 2、试验仪器： 万能材料试验机 压力试验机 扭转试验机 二、低碳钢试件的拉伸图(F-- ?L图) 塑性变形后的卸载规律 (冷作硬化与冷作时效) 三、低碳钢试件的应力--应变曲线 (? --? 图) (一) 低碳钢拉伸的弹性阶段 (OB段) 1、 OA -- 比例段:  ?p -- 比例极限 2、 AB --曲线段: ?e -- 弹性极限 (二) 低碳钢拉伸的屈服阶段 C: 上屈服强度 滑移线： 屈服强度,屈服极限:?s 。 D: 下屈服强度: ?ｂ---强度极限 (三)、低碳钢拉伸的强度极限 (四)、低碳钢拉伸的颈缩（断裂）阶段 1、断后伸长率: 2、断面收缩率： 3、脆性、塑性及相对性 几个重要概念 四、无明显屈服现象的塑性材料 规定非比例延伸强度 五、灰口铸铁拉伸时的力学性能 ?ｂ，铸铁拉伸强度极限（失效应力） 割线弹性模量 ?P0.2 ，即此类材料的屈服强度。 解：变形量可能已超出了“线弹性”范围，故不可再应用“弹性定律”。 应如下计算： 例5： 铜丝直径d=2mm，长 L=500mm， 材料的拉伸曲线如图 所示。如欲使铜丝的伸长为30mm， 则大约需加多大的力F？ 由拉伸图知： s (MPa) 例6：一根Q235钢的拉伸试样，直径d=10mm，长l=100mm。 试验机荷载读数达到F=10KN时，量得工作段的伸长Δl =0.0607mm，直径缩小Δd=0.0017mm。求此时试样横截面上正应力σ，并求材料的弹性模量 E 和泊松比 ν。已知Q235钢的弹性极限为200MPa 解： F=10KN时，正应力 六、金属材料压缩时的力学性能 ?ｂy ---铸铁压缩强度极限； 七、强度条件、安全因数、许用应力 2、许用应力： n (n1) 3、安全因数： 4、强度条件： 对等截面直杆： 1、极限应力 ? u ： ? s (屈服极限) 和 ? b (强度极限) 统称为极限应力。 ②截面选择： 依强度准则可进行三种强度计算： ①强度校核： ③许可载荷计算： 例7：已知一圆杆受拉力F =25 k N，直径 d =14mm，许用应力 [?]=170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。 解：① 轴力：FN = F =25kN ②应力： ③强度校核： ④结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。 例8：已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，载荷的分布集度为：q =4.2kN/m，屋架中的钢拉杆直径 d =16 mm，许用应力[?]=170M Pa。试校核刚拉杆的强度。 钢拉杆 1.42m q 8.5m 9.3m ① 整体平衡求支反力 解： 钢拉杆 q 1.42m FAY FBY FAX ③应力： ④强度校核与结论：　　 此杆满足强度要求，是安全的。 ② 局部平衡求 轴力： q FAY FAX FCY FCX FN 例9：简易起重机构如图，AC为刚性梁，吊车与吊起重物总重为F，为使 BD杆最轻，角 ? 应为何值？ 已知 BD 杆的许用应力为[?]。 分析： L h q F A B C D ? BD杆面积A： 解：? BD杆内力FN： 取AC为研究对象，如图 FAY FAX q FN L F A B C ③ 求VBD 的最小值： FAY FAX q FN F A B C L 杆AC由两根80mm*80mm*7mm的等边角钢组成， 杆AB由两根10号工字钢组成。 材料为Q235钢，许用应力 [?] =170MPa。求许可载荷[F] 。 A B C 1m F 例10： 解： ① 取节点A作为隔离体，做受力分析图。 FAC A F FAB y x 由A点平衡方程： ② 由型钢表查得 AC杆的横截面面积 AB杆的横截面面积 根据强度条件 ，分别得到AC、AB杆的许可轴力。 ③ 利用 分别求得许可荷载 。 因此该结构的许可载荷应 。 * * * * * §2–1 轴向拉压的概念及实例 第二章 轴向拉伸和压缩 （Axial Tension） §2-4 拉压杆的变形 ? 胡克定律 §2-5 拉压杆的弹性应变能 §2-7