[工学]吉林大学材料力学第2章 轴向拉伸和压缩.ppt

二、其他塑性材料拉伸时的力学性质 共性：有直线段,塑性变形较大,强度极限较高 不同: 多数塑性材料无明显屈服平台 ?0.2~ ?s ※对于无明显屈服平台的塑性材料以?0.2作为屈服点。 ?0.2＿产生0.2%的塑性 变形所对应的应力 三、铸铁拉伸 ?~ ? 微弯曲线，近似直线, ?=E ?, 较小。断口 平齐、粗 糙 ? ?b ? 四、压缩 1. 低碳钢压缩 ?s ? ? 与拉伸比较 拉 压 得不到?b，压短而不断裂，以屈服点作为 破坏依据。 2.铸铁压缩 ?b ? ? 沿与轴线大致成450面错开 五、材料的塑性和脆性及其相对性 比较低碳钢和铸铁拉.压实验的结果可看出塑性材料和脆性材料的特性和区别。 ★需要注意: 的变化要发生变化。（温度、时间、 ★作业： 2.写拉伸实验的预习报告 载荷形式等） 1.阅读实验指导书 材料的特性随其外界条件 §2.5 许用应力、安全系数和强度条件 一、工作应力 构件受到的 二、极限应力?ｕ 概念：材料不失效（破坏）所能承受的应力 塑性材料?u= ?s(or ?0.2) 脆性材料?u 三、安全系数与许用应力 安全系数：n1的数 构件工作时允许的应力[?]= ?u/n 塑性材料[?]= ?s/n 脆性材料[?t]= /n [?c]= /n 四、强度条件 对于等直杆 五、强度条件可解决的三类问题： 1.校核:已知外力、截面、材料 [ ] s s ＜ } 安全 [ ] s s 不安全 2.设计：已知外力、材料,求 3.确定许可载荷:已知截面、材料 求 下面以三个例题来说明在解每一类问题 时所需注意的问题 例2.4 校核题 步骤：外力 内力 应力? ？ 若 } [ ] s s ＜ 安全 若 不安全 [ ] s s 注意 1.校核题必须有结论,即安全与否 但 2.若 , s ＜５％ ＜５％ 则认为仍可以工作 ３.若结构为n个杆件或分段受 力的, 要每个杆件或每段都安全,结构才 安全。 例2.5 设计题 步骤：外力 内力 应力 强度条件 注意 1.截面设计要取整,一般mm(不是 四舍五入); 2.若结构有多个杆件而设计相 同截面时,需取大者。 例2.6 确载题 步骤:外力 内力 应力 强度条件 注意 １．当结构有多个杆件时,确定许 可载荷[F]={[F]1,[F]2,…}min 2.一般向下取整 §2.6 轴向拉伸和压缩时的变形 一. 纵向变形和横向变形 主要变形---纵向 当 时 l P P b1 1 b 当 时 e e m ` = 次要变形---横向变形 试验表明:在线弹性范围内 泊松比(横向变形系数) l P P b1 1 b 横向应变 二. 胡克定律 前面已知:当 当 时 胡克定律的两种表达式： ~ e s E s e = 当l段内 时 l D FN ~ EA FN l l = D EA---抗拉(压)刚度 三. 胡克定律的应用 1. 当FN、 EA在分段内不变化时 2. 当FN(x),A(x)取dx段后再积分 3. 利用杆件的变形可计算节点的位移 ò = D l x EA dx x FN l ) ( ) ( 例 2.7 已知: ` ` ` ` ` ` ` ` 求: 1. 2. F2=20kN A B 解: 计算各段内力 FN1=20-50 =-30kN FN2=20kN FN3=20kN 注意 2.位移与变形的联系。 1. 式为代数和,FN有正负。 例2.8 已知: ` ` ` ` 求: 解: 内力计算FN(x)=F+ Ax F x F 应力计算 变形计算 ※注意内力为x的函数 例 2.9 已知: ` ` ` ` 求: 变形分析 位移分析 注意: 小变形条件的应用 解: 受力分析 FN1 FN2 F F A §2.7 轴向拉伸和压缩时的弹性变形能 一、变形能的概念和功能原理 ?l 外力 杆件变形 做功W 变形能U 不计其他能量损失 U=W 功能原理 二、轴向拉（压）杆的 变形能及比能 ? F F F ? ? (外力作用点位移?= ) 对线弹性体： 1 — 2 比能u= * §2.1 轴向拉伸和压缩的概念和实例 §2.2 轴向拉伸和压缩时横截面上的 §2.3 直杆轴向拉伸和压缩时斜截面 §2.4 材料在轴向拉伸和压缩时的 第二章 轴向拉伸和压缩 内力和应力 上的应力 力学性质 §2.5 许用应力、安全系数和强度条件 §2.6 轴向拉伸或压缩时的变形 §2.7 轴向拉伸或压缩时的弹性变形能 §2.8 拉伸、压缩静不定问题 §2.9 应力集中