化工机械应力应变拉伸压缩全解.ppt

4、轴力图： 说明：当杆件受到多于两个以上的轴向外力作用时，在杆不同位置的横截面上的轴力往往不同。为形象而清晰地表示轴力沿轴线变化情况，用轴力图表示。 一坐标表示杆件横截面位置，另一坐标表示相应截面上的轴力的大小，正负各画一侧。该函数图象称轴力图(normal force diagram)。 例2-1：图示杆件，试计算杆各段轴力并作轴力图。 分段原则：以外力作用点（面）为分界线来分段。 简捷法求轴力： 外力P正负 的确定： 思考： 如图所示，一阶梯杆受拉力P的作用，其截面1-1、 2-2、和3-3上的内力分别为N1、N2和N3，三者的关系为 。 dP 4、内力分类：对截面某一点所受的微内力dP，可分解为二个分量： dN dV 法向方向分量dN(微拉力或微压力) 切向方向分量dV (微剪力) 截面上各点微内力组成一个分布力系，对整个截面而言，分布内力系的合力或合力偶矩，称为截面的内力。 主要内容 截面法求内力 应力--应变图及其含义 材料的强度指标及塑性指标 2.1 材料力学的基本概念 一、材料力学的任务和研究对象： 生活和工程实践中，人们常常会遇到材料力学问题，由此积累了丰富的感性认识。如： 绳索承受拉力的能力与其粗细及材料性能有关； 柱(受压杆)以圆截面为宜，而梁以矩形截面为好，且应竖放； 砖、石抗压能力强，竹抗拉能力强等。 各种机器设备和工程结构，都是由若干构件，即组成结构或机械的不能再拆卸的元件组成的。包括： ☆化工容器与设备 机械结构 土木结构 大跨度桥梁 另外，诸如：航空航天结构、化工结构以及电器电子元件结构，等等。工程结构的组成部分统称为结构构件(element of structure)，简称为构件(element)，包括各种零件、部件、元件、器件，等等。 为保证整个机器设备在外力作用下安全可靠地工作，它的每一个构件都必须满足以下三个基本要求： ⑴足够强度：构件抵抗断裂破坏的能力 (即具有足够的强度)。 ⑵一定刚度：构件抵抗变形的能力--足够的刚度 ⑶足够稳定性：构件保持原有直线平衡形式的能力 (即具有足够的稳定性)。(图所示) 在工程实践当中，要保证结构有足够的承受能力，同时，又要为企业节约材料或降低成本，即安全与经济的最隹结合，必须通过力学的分析与计算，从而找到解决的办法。 故材料力学的任务就是：分析、计算构件的强度、刚度和稳定性，为正确解决安全与经济之间的矛盾提供必要的理论基础。 杆：空间一个方向的尺度远大于其他两个方向的尺度，这种弹 性体称为杆(bar)。 二、构件的几何分类： 板：空间一个方向的尺度远小于其他两个方向的尺度，且各处曲率均 为零，这种弹性体称为板(plate)。 板 壳：空间一个方向的尺度远小于其他两个方向的尺度，且至少有一向的曲率不为零，这种弹性体称为壳(shell)。 壳 体：空间三个方向具有相同量级的尺度，这种弹性体称为 体(body)。 体 三、杆件的变形形式： 1、杆件变形形式： 轴向拉伸(axial stretching) 剪切(cutting) 扭转(turnning) 弯曲(bending) 四、内力和截面法 1、外力：构件以外的物体对构件的作用力。 如自重、相联构件传来的力、支座反力、风雪压力、支座沉降、温度影响等。 2、内力：构件在外力的作用下产生变形的同时，其内部各点均会发生相对位移。因而产生相互作用力，称为内力(internal force) 切割 截面 内力随外力变化而变化，但有一定限度，超过该限度，将会导致构件的破坏。故研究变形与破坏，离不开讨论内力 外力的关系，及内力的确定及其限度。 3、用截面法求内力 截面法：假想用一截面把杆件截分为二部分，任取一部分为研究对象，利用静力平衡条件，求解内力。 实 质 是把内在的东西暴露出来， 即把 内力 外力。 (翻页请看动画) 例：图示杆件，求m-m截面内力。 P N P N’ m m P P ★ 内力大小、方向未知，假定为拉力。同时内力应均匀、连续分布，用合力来代替，该合力即轴向力N。 内力N方向 (正负)的确定： P N