《建筑力学》第五章-轴向拉伸和压缩.ppt

《建筑力学》第五章-轴向拉伸和压缩CATALOGUE目录轴向拉伸和压缩的基本概念轴向拉伸和压缩的力学原理轴向拉伸和压缩的实验研究轴向拉伸和压缩的实际应用轴向拉伸和压缩的未来发展01轴向拉伸和压缩的基本概念轴向拉伸和压缩是指物体在力的作用下沿轴线方向产生的伸长或缩短现象。定义轴向拉伸和压缩时，物体在垂直于轴线方向上的尺寸保持不变，而在轴线方向上的尺寸发生改变。特性定义与特性按变形程度可分为弹性变形和塑性变形。弹性变形是指在外力撤销后，物体能够恢复原状的变形；塑性变形是指外力撤销后，物体不能恢复原状的变形。按受力性质可分为静力拉伸和压缩、动力拉伸和压缩以及冲击拉伸和压缩。静力拉伸和压缩是指受力缓慢、均匀的拉伸和压缩；动力拉伸和压缩是指受力随时间变化的拉伸和压缩；冲击拉伸和压缩是指受力突然、剧烈的拉伸和压缩。轴向拉伸和压缩的分类建筑行业在建筑行业中，轴向拉伸和压缩也常出现在结构构件中，如梁、柱等。在设计时需要考虑材料的力学性能以及构件的承载能力。机械制造在机械制造中，轴向拉伸和压缩是常见的受力形式，如金属材料的拉伸、压缩试验等。交通运输在交通运输中，车辆的行驶、制动等过程中，轮胎与地面接触产生的力就是一种轴向拉伸和压缩的力。在设计轮胎时需要考虑这种力的作用。轴向拉伸和压缩的应用场景02轴向拉伸和压缩的力学原理轴向拉伸和压缩过程中，物体受到沿轴线方向的拉力或压力作用，导致物体发生拉伸或压缩变形。受力分析力的作用点力的方向力的作用点选择是关键，它决定了力矩和力矩平衡的分析，进而影响变形和稳定性。力的方向必须与轴线方向一致，否则将导致弯曲变形而非轴向拉伸或压缩。030201轴向拉伸和压缩的受力分析轴向拉伸和压缩的变形分析变形特征轴向拉伸时，物体长度增加，横截面保持垂直于轴线；轴向压缩时，物体长度减小，横截面保持垂直于轴线。应变测量通过应变片或光学仪器等手段测量物体在轴向拉伸和压缩过程中的应变，从而推算出弹性模量等力学性能参数。变形对结构的影响轴向拉伸和压缩变形会影响结构的刚度和稳定性，进而影响整体结构的承载能力和安全性。根据材料力学理论，轴向拉伸和压缩的强度条件是最大拉应力不超过抗拉强度，最大压应力不超过抗压强度。强度条件对于塑性材料，当应力达到屈服点时，材料会发生屈服现象，即应力不再随应变的增加而增加。屈服点材料的种类、温度、加载速度以及材料的缺陷和损伤等因素都会影响轴向拉伸和压缩的强度。强度影响因素轴向拉伸和压缩的强度分析03轴向拉伸和压缩的实验研究通过实验研究轴向拉伸和压缩的力学性能，了解材料的应力-应变关系，为工程实践提供理论依据。实验目的轴向拉伸和压缩是材料力学的基本实验之一，通过测量材料在轴向拉伸和压缩载荷下的变形和应力，分析其应力-应变曲线，从而评估材料的力学性能。实验原理实验目的与实验原理万能材料试验机、游标卡尺、夹具、拉伸试样制备工具等。金属材料或高分子材料等具有代表性的材料试样。实验设备与实验材料实验材料实验设备1.试样制备按照标准要求制备拉伸试样，确保试样的尺寸和形状符合要求。2.安装试样将试样安装在万能材料试验机上，确保夹具固定牢靠，不会影响实验结果。实验步骤与实验结果分析在万能材料试验机上施加拉伸或压缩载荷，记录实验过程中的力和变形数据。3.加载荷实验结束后，逐渐卸载荷，取下试样。4.卸载荷将实验数据整理成应力-应变曲线，分析材料的力学性能。5.数据处理实验步骤与实验结果分析1.应力-应变曲线分析根据实验数据绘制应力-应变曲线，分析曲线的形状和变化趋势，评估材料的强度、塑性和弹性等力学性能。2.弹性模量计算根据应力-应变曲线的初始直线段，计算材料的弹性模量，用于评估材料的刚度和抵抗弹性变形的能力。实验步骤与实验结果分析实验步骤与实验结果分析3.泊松比分析通过测量试样在拉伸和压缩过程中的横向变形，计算材料的泊松比，了解材料在受力时横向变形的性质。4.强度分析根据应力-应变曲线中的最大应力值，评估材料的抗拉和抗压强度，为工程实践中选择合适的材料提供依据。04轴向拉伸和压缩的实际应用轴向拉伸和压缩分析是评估建筑结构稳定性的重要手段，特别是在地震、风载等外部作用力下，能够预测结构是否会发生破坏或变形。建筑结构的稳定性通过对建筑结构进行轴向拉伸和压缩分析，可以优化结构设计，提高结构的承载能力和稳定性，降低工程成本。结构优化设计建筑结构的轴向拉伸和压缩分析