模块内力轴向拉伸和压缩杆件的内力分析陶家俊.ppt

*[例2-1]图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、P的力，方向如图，试画出杆的轴力图。求BC段，CD段内力分别为FN3，FN4：设置截面如图ABCDPAPBPCPDOCDPCPDFN3FN3=5PPDFN4FN4=P*[例2-1]图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、P的力，方向如图，试画出杆的轴力图。画出轴力图：ABCDPAPBPCPDO2PP++–xFN2=–3PFN3=5PFN4=PFN讨论题1、以下关于轴力的说法中，哪一个是错误的（）（A）拉压杆的内力只有轴力;（B）轴力的作用线与杆轴重合;（C）轴力是沿杆轴作用的外力;（D）轴力与杆的横截面和材料无关。小结1、内力、截面法的基本的概念2、轴向拉伸和压缩的外力及变形特点3、轴力及求轴力值4、轴力图的绘制《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院*************模块2：内力2-1轴向拉伸和压缩杆件的内力分析主讲：陶家俊学习目标：一、培养学生具有熟练计算指定截面轴力的能力。二、培养学生具有绘轴力图的初步能力，逐步培养学生快速绘轴力图的能力。学习内容：一、轴向拉伸或压缩变形。二、轴向拉压杆的内力—轴力的计算。三、掌握轴力图的画法。*一、内力·截面法3.求内力的一般方法：截面法。（一）内力的概念2.内力：构件在外力作用下将产生变形，同时构件内部各部分之间会产生相互作用力，这种相互作用力称为内力。1.外力：构件工作时承受载荷、自重和约束力都称为构件上的外力。*（二）截面法2.截面法求内力的步骤1.截面法——是求杆件内力的常用方法。它是用假想的截面将杆件切分为两部分，取其中的一部分作为研究对象，建立静力平衡方程求出截面上内力的方法。①截开：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。②代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。③平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力对所留部分而言是外力）。*例1：截面法求内力——轴力APP简图APPPAFN1.截开：2.代替：3.平衡：（二）截面法*例2：截面法求内力——扭矩1.截开：2.代替：3.平衡：（二）截面法mmmTxx*例3：截面法求内力——剪力1.截开：2.代替：3.平衡：（二）截面法nn上刀刃下刀刃FFFFS*轴向拉压的外力特点：杆件受一对大小相等，方向相反的纵向力，外力的合力作用线与杆的轴线重合。（一）轴向拉压的概念轴向拉压的变形特点：杆件的变形主要是沿轴线方向伸长或缩短。横截面沿轴线平行移动。FF二、轴向拉压轴力图实例*轴向压缩，对应的力称为压力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。力学模型如图*x1.轴力——内力的合力作用线总是与杆件的轴线重合,通常记FN.(或N).（二）轴力及轴力图APP简图APPPAFN（二）轴力及轴力图2.截面法——求轴力FFmmFFNFFN目录(1)假想沿m-m横截面将杆切开(2)留下左半段或右半段(3)将弃去部分对留下部分的作用用内力代替(4)对留下部分写平衡方程求出内力即轴力的值A*①反映出轴力与截面位置变化关系，较直观；②确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据。（三）轴力图——用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置，垂直的坐标表示横截面的轴力，按选定的比例尺把正轴力画在轴的上方，负轴力画在轴的下方。3.轴力的正负号规定:FN与外法线同向,为正轴力(拉力)FN与外法线反向,为负轴力(压力)FN0FNFNFN0FNFNFNxP