第2章 拉伸和压缩.ppt

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 §2.5.1 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、加载到过弹性范围卸载、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。工程中常利用冷作硬化来提高材料在线弹性范围内所能承受的最大载荷。 目 录 §2.5.1 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，没有屈服和缩颈现象，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 §2.5.1 材料拉伸时的力学性能 常温、静载 目 录 §2.5.2 材料压缩时的力学性能 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 §2.5.2 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 §2.5.2 材料压缩时的力学性能 目 录 §2.5.2 材料压缩时的力学性能 §2.6 拉压杆失效、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 §2.7 失效、安全因数和强度计算 二 、强度条件 根据强度条件，可以解决三类强度计算问题 1、强度校核： 2、设计截面： 3、确定许可载荷： 目 录 §2.7 失效、安全因数和强度计算 题例 油缸盖与缸体采用6个螺栓连接。已知油缸内径D=350mm，油压p=1MPa。螺栓许用应力[σ]=40MPa， 求螺栓的内径。 每个螺栓承受轴力为总压力的1/6 解： 油缸盖受到的力 根据强度条件 即螺栓的轴力为 得 即 螺栓的直径为 目 录 §2.7 失效、安全因数和强度计算 题例 AC为50×50×5的等边角钢，AB为10号槽钢，〔σ〕=120MPa。确定许可载荷F。 解：1、计算轴力（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点A为研究对象 2、根据斜杆的强度，求许可载荷 A F α 查表得斜杆AC的面积为A1=2×4.8cm2 目 录 §2.7 失效、安全因数和强度计算 3、根据水平杆的强度，求许可载荷 A F α 查表得水平杆AB的面积为A2=2×12.74cm2 4、许可载荷 目 录 习题：2-8 2-10 1.轴力的计算和轴力图的绘制 3.典型的塑性材料和脆性材料的主要力学性能 及相关指标 2.横截面上的应力计算，拉压强度条件及计算 本章小结 第二章 拉伸与压缩 教学重点难点 1、内力和截面法，轴力和轴力图。 2、 应力的概念，轴向拉压时横截面上的应力， 轴向拉压时的变形，应力集中的概念。 3、 材料拉、压时的力学性能。 4、 轴向拉压的强度计算。 图2-1　轴向拉伸和压缩 在工程应用中，拉伸和压缩变形是构件最常见的变形形式，其中较为简单的是杆件的拉伸和压缩问题。如图21a所示，杆受到一对平衡力F的拉伸作用，力的作用方向与杆的轴线重合，在F力作用下杆AB将被拉长；相反，当杆BC受到一对平衡力F压缩时，将会被压短（图21b）。在工程实际中，许多构件并非是简单的杆件，而多是由杆件构成的网架结构，如建筑结构中的屋架（图22）、起重机手臂（图23）等。虽然其受力方式是多样的，但都可以分解成为拉伸、压缩等简单的受力形式来简化模型解决问题。因此，对杆件拉伸和压缩问题的掌握在工程力学中是很重要的。 §2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 §2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 目 录 §2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 目 录 2.2　轴向拉伸(压缩)杆件、横截面上的内力——轴力、轴力图 杆件所受的拉伸或压缩伴随着其自身在受力方向的变形，这种变形称为轴向拉伸或轴向压缩。这种变形形式的作用特点：作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。(变形特点：1 杆件是直杆，轴线是直线；2 外力作用线与轴线重合。) 　不同形式的拉伸和压缩 §2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例 目 录 内力：当杆件受外力作用发生变形时，杆件内部产生一  种抵抗变形的力阻止杆件的进一步变形，这种由 于外力的作用而产生于杆件内部的相互作用力称 为内力。 §2.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力