《直杆的拉伸与压缩》课件.pptVIP

*****************课程目标理解基本概念掌握直杆在拉伸和压缩状态下的基本概念，如应力、应变、弹性模量等。掌握分析方法学习直杆在拉伸和压缩状态下的应力分析方法，例如应力公式和应变公式。掌握变形分析学会分析直杆在拉伸和压缩状态下的变形，例如计算位移和挠度。了解设计要求了解直杆在拉伸和压缩状态下的设计要求，例如强度要求和刚度要求。本节课内容11.直杆的概念了解直杆的基本概念，包括直杆的定义、分类、常见类型以及应用场景。22.直杆的受力分析深入理解直杆在各种受力状态下的应力分布和变形规律。33.直杆的设计原则掌握直杆设计的核心原则，包括强度、刚度、稳定性以及疲劳强度等方面的考虑。44.直杆设计实例通过实际案例讲解直杆的设计步骤和方法，加深对理论知识的理解。直杆的基本概念几何形状直杆是指长度远大于横截面尺寸的杆状结构。其横截面形状可以是圆形、矩形、三角形等。受力特点直杆的受力主要集中在轴向，即沿杆的纵轴方向。外力作用点位于杆的横截面上。应用广泛直杆在工程建设中应用广泛，例如桥梁、建筑物、机械零件等。直杆的变形机理1外力作用直杆受到外力作用时，杆内各点会发生相对位移，导致杆的形状和尺寸发生改变，这种现象称为变形。2应力产生变形会导致杆内产生应力，应力是杆内各点间相互作用力的内力。应力的大小和方向取决于外力的大小、方向和杆的材料性质。3应变出现应力会引起杆的应变，应变是杆的变形量与原尺寸之比。应变的大小反映了杆的变形程度，它与应力成正比，比例系数称为材料的弹性模量。直杆的受力状态拉伸直杆受外力作用后，轴向拉伸，拉伸力沿杆轴线方向作用。压缩直杆受外力作用后，轴向压缩，压缩力沿杆轴线方向作用。弯曲直杆受外力作用后，发生弯曲变形，弯曲力垂直于杆轴线方向作用。扭转直杆受外力作用后，发生扭转变形，扭转力沿杆轴线方向作用。直杆的应力分析直杆在承受外力时，会产生内部抵抗外力的作用力，这种内部抵抗力就是应力。应力是作用在物体截面上的内力，通常用单位面积上的力来表示，单位是帕斯卡(Pa)。应力分析是直杆设计中重要的环节，它可以帮助我们评估直杆的承载能力，判断直杆是否会发生失效。1拉伸应力拉伸应力是由于外力拉伸直杆而产生的。2压缩应力压缩应力是由于外力压缩直杆而产生的。3剪切应力剪切应力是由于外力使直杆发生剪切而产生的。4弯曲应力弯曲应力是由于外力使直杆发生弯曲而产生的。直杆的应力公式直杆的应力公式是计算直杆内部应力的重要工具，它可以帮助我们理解直杆在各种载荷作用下的力学行为。直杆的应力公式通常由材料的弹性模量、横截面积和载荷等因素决定，可以通过不同的应力公式来计算不同方向的应力。直杆的变形分析1应变材料内部的形变程度2位移直杆在受力后的位置变化3应力材料内部的抵抗外力的能力4变形材料在受力后形状和尺寸的变化直杆的变形分析是结构力学中的一个重要组成部分。通过分析直杆的变形，我们可以了解直杆在受力后内部的应力分布和材料的形变程度。直杆的变形分析可以帮助我们设计更安全、更可靠的结构，避免直杆在使用过程中发生过大的变形或断裂。直杆的挠曲分析1挠曲变形直杆在弯矩作用下发生的变形称为挠曲2挠度直杆中性轴上某点沿杆轴方向的位移3挠曲线连接直杆中性轴上所有点的曲线4弯曲刚度衡量直杆抗挠曲变形的能力挠曲分析是分析直杆在弯矩作用下的变形和应力的关键步骤。通过挠曲分析，可以评估直杆的强度和刚度，确保结构安全性和使用寿命。直杆在拉伸作用下的分析拉伸应力拉伸应力是指杆件横截面上所承受的正应力，是拉伸力与杆件横截面积的比值。拉伸应变拉伸应变是指杆件在拉伸作用下发生的长度变化量与原长度的比值，反映了杆件的变形程度。拉伸强度拉伸强度是指材料在断裂前所能承受的最大拉伸应力，衡量材料抵抗拉伸破坏的能力。弹性模量弹性模量是指材料在弹性变形阶段，应力和应变的比例关系，反映了材料的刚度。泊松比泊松比是指材料在单向拉伸或压缩时，横向应变与纵向应变的比值，反映了材料的横向变形特征。拉伸破坏形式拉伸破坏通常表现为材料的断裂，断裂方式可分为脆性断裂和韧性断裂。直杆在压缩作用下的分析1力学模型假设直杆受到均匀的压缩载荷2应力应变关系应力和应变呈线性关系，符合胡克定律3临界屈曲当压缩载荷超过临界值，直杆会发生屈曲4安全设计设计时应考虑材料的强度和屈曲临界值直杆在弯曲作用下的分析1弯曲变形直杆受到横向力或力偶作用，使其发生弯曲变形，即横截面发生弯曲。2弯曲应力弯曲变形导致直杆内部产生弯曲应力，其大小与弯矩大