《机械设计基础》课件——轴向拉伸内力.pptVIP

**********第七讲轴向拉伸与压缩第四章轴向拉伸与压缩§4–1引言§4–2横截面上内力和应力§4–3拉压杆的强度条件§4-4拉压杆的变形胡克定律§4-5材料拉伸和压缩时的力学性能§4-6温度和时间对材料力学性能的影响§4–1引言轴向拉压的受力特点：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：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。轴向压缩，对应的外力称为压力。轴向拉伸，对应的外力称为拉力。力学模型如图工程实例二、*§2-1目录*目录*目录*目录一、内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。§4–2横截面上的内力和应力二、截面法·轴力内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。1.截面法的基本步骤：①截开：在所求内力处，假想地用截面将杆件切开。②代替：任取一部分，弃去部分对留下部分的作用，以内力（力或力偶）代替。③平衡：对留下的部分建立平衡方程，求未知内力。（此时截开面上的内力对所留部分而言是外力）2.轴力——轴向拉压杆的内力，用FN表示。例如：截面法求FN。APP简图APPPAFN截开：代替：平衡：①反映出轴力与截面位置的变化关系，较直观；②反映出最大轴力的数值及其所在面的位置，即危险截面位置，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)N0FNFNN0FNFNFNxP+意义[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FN1：设置截面如图ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN1同理，求得AB、BC、CD段内力分别为：FN2=–3P

FN3=5PFN4=P轴力图如右图BCDPBPCPDFN2CDPCPDFN3DPDFN4FNx2P3P5PP++–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FN增量为正；遇到向右的P?，轴力FN增量为负。5kN8kN3kN+–3kN5kN8kN[例2]*[例3]如图所示，等直杆AD，左端固定，F1=100KN，F2=80KN，F3=60KN,求各段杆的轴力，做出轴力图。112233*20KN80KN60KNABCD四、应力的概念问题提出：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。1.定义：由外力引起的（构件某截面上一点处）内力集度。工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。?P?AM①平均应力(?A上平均内力集度)②全应力（总应力）：(M点内力集度)2.应力的表示：③全应力分解为：p?M?垂直于截面的应力称为“正应力”(NormalStress)；位于截面内的应力称为“剪应力”(ShearStress)。应力单位：Pa=N/m2MPa=106N/m2GPa=109N/m2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。（直杆在轴向拉压时）abcd受载变形后：各纵向纤维变形相同。PPd′a′c′b′五、拉（压）杆横截面上的应力均匀材料、均匀变形，内力当然均匀分布，即各点应力相同。2.拉伸应力：sNP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