陈2轴向拉伸和压缩.ppt

三 其它塑性材料的拉伸性质 低碳钢 低合金钢 高强钢 名义屈服极限： 铝合金 黄铜 ⑶ 无明显屈服现象的塑性材料 0.2 ?0.2 e s 名义屈服应力:?0.2——此类材料的失效应力。 --铸铁拉伸强度极限（失效应力） ⒉ 铸铁拉伸时的力学性质 ? 铸铁拉伸时无比例阶段、屈服阶段、缩颈阶段。 三、材料压缩时的力学性质 ⒈低碳钢压缩时的力学性质 低碳钢压缩时的?—?曲线，在屈服阶段之前与拉伸时基本相同，属拉压同性材料。只有在进入强化阶段之后，二者才逐渐分离。 ⒉ 铸铁压缩时的力学性质 ?ｂy ---铸铁压缩强度极限； ?ｂy ?（4 — 6） ?ｂL 铸铁压缩时强度极限比拉伸时强度极限大得多，属拉压异性材料；脆性材料抗压不抗拉。 四、安全系数、容许应力、极限应力 n 1、容许应力： 2、极限应力： 3、安全系数： 有明显屈服阶段的塑性材料 无明显屈服阶段的塑性材料 脆性材料 * §2–1 轴向拉（压）杆的内力 F F F F 拉伸 压缩 杆件在轴向荷载作用下，将发生轴向拉伸或压缩。 一、轴向拉（压）杆的内力——轴力 F F F FN 轴力以拉为正，以压为负。 内力的作用线通过截面形心，即沿杆轴线作 用，故称为轴力。 二、轴力图 一般情况，拉压杆件各部分的横截面上，轴力是不尽相同。表示轴力沿杆件轴线变化的情况称为轴力图。 轴力图的画法步骤如下： ⒈ 画一条与杆的轴线平行且与杆等长的直线作基线； ⒉ 将杆分段，凡集中力作用点处均应取作分段点； ⒊ 用截面法，通过平衡方程求出每段杆的轴力；画受力图时，截面轴力一般假设为正。 ⒋ 按大小比例和正负号，将各段杆的轴力画在基线两侧，并在图上表出数值和正负号。 例1 画图示杆的轴力图。 ⊕ ⊕ ○ － 轴力图 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅱ Ⅲ Ⅲ Ⅰ Ⅰ FN1 Ⅱ Ⅱ FN2 Ⅲ Ⅲ FN3 第一段: 第二段: 第三段: 例2 画图示杆的轴力图。 ⊕ ○ － 轴力图 例3 长为l ，重为W 的均质杆，上端固定，下端受一轴向拉 力P 作用，画该杆的轴力图。 l P x P FN ⊕ 轴力图 P P+W 一、横截面的正应力 拉压杆横截面上只有正应力而无剪应力，忽略应力集中的影响，横截面上的正应力可视作均匀分布的，于是有 正应力正负的规定与轴力相同，以拉为正，以压为负。 §2–2 轴向拉（压）杆的应力及强度计算 例4 已知A1=2000mm2，A2=1000mm2，求图示杆各段横截 面上的正应力。 A B C D A2 ⊕ － ○ 轴力图 A1 二、斜截面的应力 F F m m m m F FN m m F A?——斜截面面积 k 拉压杆横截面的应力并不完全是均匀分布的，当横截面上有孔或槽时，在截面曲率突变处的应力要比其它处的应力大得多，这种现象称为应力集中。 P P P P P §2–3 应力集中的概念 五、拉压杆的强度条件 拉压杆在正常情况下不发生破坏的条件是：拉压杆的最大工作应力（横截面的最大正应力）不超过材料的许用应力。 其中[?]为材料的许用应力，其值为 其中?u 为材料破坏时的应力，称为极限应力，由实验测得；n 为安全系数。 即等截面受拉压杆的强度条件： 根据强度条件可解决三种不同类型的强度计算问题。 ⒈ 强度校核 ⑴等截面杆（A=常数）： ⑵等轴力杆（FN=常数）： ⑶变截面变轴力杆：分别计算各危险截面的应力，取其最大者进行强度校核。 ⒉ 确定截面尺寸 ⒊ 确定容许荷载 首先确定容许轴力 再根据轴力与荷载的平衡关系计算容许荷载。 例4 已知A1=200mm2，A2=500mm2 ，A3=600mm2 ， [?]=12MPa，试校核该杆的强度。 A1 A2 A3 2kN 2kN 9kN 2kN 4kN 5kN ⊕ ⊕ － ○ ∴ 满足强度要求，此杆安全。 例5 图示结构中，拉杆AB由等边角钢制成，许用应力 [?]=160MPa，试选择等边角钢的型号。 A B C 1.8m 2.4m C A FN FCx FCy 解：取杆AC为研究对象 由型钢表查得∟45×45×5等边角钢 例6 图示支架中，A