2-1～3-轴力-应力公开课教案课件.pptVIP

第二章轴向拉伸和压缩材料力学

2§2–1轴向拉压的概念及实例§2–2轴力及轴力图§2–3截面上的应力及强度条件第二章轴向拉伸和压缩（AxialTension）

3§2–1轴向拉伸和压缩的概念及实例轴向拉压的外力特点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。一、概念轴向拉压的变形特点：杆的变形主要是轴向伸缩，伴随横向缩扩。轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向变粗。

4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

5工程实例二、

6工程实例二、

72.轴力——轴向拉压杆的内力，用FN表示。例如：截面法求FNAPP简图APPPAFN截开：代替：平衡：§2–2内力、截面法、轴力及轴力图

8①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——FN(x)的图象表示。3.轴力的正负规定: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意义

9[例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。解：求OA段内力N1，设置截面如图ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDFN1

10同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：FN2=–3P

FN3=5PFN4=P轴力图如右图BCDPBPCPDFN2CDPCPDFN3DPDFN4FNx2P-3P5PP++–

11ABCDPA5PPB8PPC4PPDPO2P

12ABCDPA5PPB8PPC4PPDPO2P

13轴力(图)的简便求法：自左向右:轴力图的特点：突变值=集中载荷遇到向左的P?，轴力N增量为正；遇到向右的P?，轴力N增量为负。5kN8kN3kN+–-3kN5kN8kN5kN8kN3kN

ABCD5P8P4PPORO=2PFNxP5P+2P+-3P–ABCD5P8P4PPO简便求法FNx-P3P+-5P–PD=-P,轴力图如何？0

15解：x坐标向右为正，坐标原点在自由端。取左侧x段为对象，内力FN(x)为：[例2]图示杆长为L，受分布力q=kx作用，方向如图，试画出杆的轴力图。Lq(x)FNxq(x)FNxO–

16§2–3截面上的应力及强度条件问题提出：PPPP1.内力大小不能衡量构件强度的大小。2.强度：①内力在截面分布集度?应力；②材料承受荷载的能力。

17变形前1.变形规律试验及平面假设：平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面。纵向纤维变形相同。abcd受载后PPd′a′c′b′二、拉（压）杆横截面上的应力

18变形前1.变形规律试验及平面假设：平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面。纵向纤维变形相同。abcd受载后PPd′a′c′b′二、拉（压）杆横截面上的应力

19均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布。2.拉压应力：sFN(x)P轴力引起的正应力——?：在横截面上均布。危险截面：内力最大的面，截面尺寸最小的面。危险点：应力最大的点。3.危险截面及最大工作应力：

20直杆、杆的截面无突变、截面到载荷作用点有一定的距离。4.公式的应用条件：6.应力集中（StressConcentration）：在截面尺寸突变处，应力急剧变大。5.Saint-Venant原理：离开载荷作用处一定距离，应力分布与大小不受外载荷作用方式的影响。

21Saint-Venant原理与应力集中示意图(红色实线为变形前的线，红色虚线为红色实线变形后的形状。)变形示意图：abcPP应力分布示意图：absPPscPs

227.强度设计准则（StrengthDesign）：其中：[?]--许用应力，?max--危险点的最大工作应力。②设计截面尺寸：依强度准则可进行三种强度计算：保证构件不发生强度破坏并有一定安全裕量的条件准则。①校核强度：③许可载荷：

23[例3]已知一圆杆受拉力P=25kN，直径d=14mm，许用应力[?]=170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。解：①轴力：FN=P=25kN②应力：③强度校