工程力学课件-第11章 轴向拉伸和压缩.pptVIP

第11章轴向拉伸与压缩 第11章 轴向拉伸和压缩 轴向拉伸和压缩的概念 11.1 横截面的内力 11.2 横截面的应力 11.3 变形 虎克定律 11.4 第11章 轴向拉伸和压缩 材料的机械性能 11.5 材料拉伸和压缩时的强度计算 11.6 应力集中的概念 11.7 11.1 轴向拉伸和压缩的概念 作用于直杆的外力（合力）作用线与杠杆的轴线重合时，杆只会产生沿轴线方向的伸长或缩短变形，这种变形形式称为轴向拉伸和压缩。 11.2 轴向拉伸和压缩时横截面上的内力 通常使用截面法分析横截面的内力。 轴力的大小等于截面一侧所有外力的代数和。轴力的方向为离开截面，即拉力，规定为正，杆件受拉伸；轴力的方向为指向截面，即压力，规定为负，杆件受压缩。 为了能够形象直观地表明截面上的轴力沿轴线变化的情况，可按选定的比例尺，用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置，再取垂直的坐标表示横截面上的轴力，这样绘出的图线称为轴力图。 轴力图 　　单位面积上内力的极限值称为该点的应力，即 1．应力的概念 11.3 杆件轴向拉伸和压缩时横截面的应力 　　拉压杆件横截面上的内力是均匀分布的，即截面上各处应力相同，其方向与轴力方向一致，垂直于横截面，称为正应力。拉伸（压缩）时横截面上的正应力为 2．横截面上的正应力 纵向绝对变形 1．纵向变形与横向变形 11.4 杆件轴向拉伸和压缩时的变形 虎克定律 横向绝对变形 相对变形 柏松比 　　当杆横截面上的正应力不超过某一限度时，杆的轴向变形与轴向载荷和长度成正比关系，与杆件横截面面积成反比，即 2．虎克定律 （1）弹性阶段： （2）屈服阶段：材料暂时失去抵抗变形的能力。 （3）强化阶段：虎克定律不适用。 （4）缩颈阶段： 1．低碳钢拉伸时的机械性能 11.5 材料的机械性能 低碳钢在压缩时也有屈服现象，但屈服阶段较短暂，材料进入强化阶段后不会破裂，不存在强度极限。 2．低碳钢压缩时的机械性能 3．脆性材料拉伸和压缩时的机械性能 脆性材料抗压能力远高于抗拉能力，因此受压构件通常用脆性材料制造。 塑性材料 1．许用应力及安全系数 11.6 杆件在拉伸和压缩时的强度计算 脆性材料 为了保证杆件在外力作用下能够正常工作，必须使材料截面上危险点的实际应力不超过材料的许用应力，即 2．强度计算 为了节省材料及定位要求，轴通常设计成阶梯状，在轴上常开有油孔、键槽、退刀槽及车削螺纹等，因而使截面尺寸突然发生变化，在突变处应力分布并不均匀，在孔槽附近局部范围内的应力将显著增大，在较远处又渐趋平均。这种由于截面的突然变化而产生的应力局部增大的现象称为应力集中。 11.7 应力集中的概念