河海大学工程力学南京大学第5章轴向拉伸和压缩.ppt

1 使用说明书 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 3． 确定最大起吊重量 对于AB杆，由型钢表查得单根10号槽钢的横截面面积为12.74 cm2，注意到AB杆由两根槽钢组成，并由强度设计准则，得到 由此解出保证AB杆强度安全所能承受的最大起吊重量 【解】 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 ? 5.5　轴向拉压杆的强度计算 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 由此解出保证AC杆强度安全所能承受的最大起吊重量 对于AC杆 　为保证整个吊车结构的强度安全，吊车所能起吊的最大重量，应取上述FW1和FW2中较小者。 FW=57.6 kN 3． 确定最大起吊重量 【解】 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 ? 5.5　轴向拉压杆的强度计算 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 4．讨论 　　FW＝57.6 kN时，AB杆的强度尚有富裕。因此，为了节省材料，同时还可以减轻吊车结构的重量，可以重新设计AB杆的横截面尺寸。根据强度设计准则，有 由型钢表可以查得，5号槽钢即可满足这一要求。 这种设计实际上是一种等强度设计，是在保证构件与结构安全的前提下，最经济合理的设计。 【解】 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 ? 5.5　轴向拉压杆的强度计算 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 20kN 30kN FN图 ⊕ ? 　　 　　　圆截面杆沿轴向受力如图，材料为铸铁，抗拉容许应力 =60MPa， 抗压容许应力 =120MPa，设计横截面直径。 20kN 20kN 30kN 30kN ?【例5-8】 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 ? 5.5　轴向拉压杆的强度计算 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 最后选择 设计横截面直径 【解】 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 ? 5.5　轴向拉压杆的强度计算 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 ? 5.2　轴向拉压杆的轴力和轴力图 ? 5.1 内力、应力和应变 ? 5.4　材料轴向拉伸、压缩时的力学性质 ? 5.3　轴向拉压杆的应力 ? 5.5　轴向拉压杆的强度计算 ? 5.6　轴向拉压杆的变形计算 ? 5.7　简单拉压静不定问题 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 ? 5.6　轴向拉压杆的变形计算 杆受轴向力作用时，沿杆轴线方向会产生伸长（或缩短），称为纵向变形；同时，杆的横向尺寸将减小（或增大），称为横向变形。 　　实验结果表明：在弹性范围内，杆的伸长量?l与杆所承受的轴向载荷成正比。 这是描述弹性范围内杆件轴向载荷与变形的胡克定律。 ☆ 纵向变形和胡克定律 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 对于应力-应变曲线初始阶段的非直线段，工程上通常定义两种模量：切线模量，即曲线上任一点处切线的斜率，用Et表示。割线模量，即自原点到曲线上的任一点的直线的斜率，用Es表示。二者统称为工程模量。 ? 弹性模量 低碳钢拉伸应力-应变曲线 ? 5.4　材料拉伸、压缩时的力学性质 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 　　应力-应变曲线上线弹性阶段的应力最高限称为比例极限，用σp表示。线弹性阶段之后，应力-应变曲线上有一小段微弯曲线，应力与应变不再成正比关系。 ? 比例极限与弹性极限 　　大部分塑性材料比例极限与弹性极限极为接近，只有通过精密测量才能加以区分。 低碳钢拉伸应力-应变曲线 ? 5.4　材料拉伸、压缩时的力学性质 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 　　许多塑性材料的应力-应变曲线，在弹性阶段之后，出现近似的水平段，其应力几乎不变，而变形急剧增加，这种现象称为屈服。这一阶段称为屈服阶段，曲线最低点的应力值称为屈服极限或屈服强度，用σs表示。 ? 屈服阶段·屈服极限 低碳钢拉伸应力-应变曲线 ? 5.4　材料拉伸、压缩时的力学性质 第5章 轴 向 拉 伸 和 压 缩 水 利 土 木 工 程 学 院 工 程 力 学 课 程 组 ?0.2 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，工程上则规定产生0.2％塑性应变时的应力值为其屈服强度，称为条件屈服极限（σ0.2）。 ? 条件屈服极限 　　在ε轴上取0.2％的点,对此点作平行于σ-ε曲线的直线段的直线（斜率为E），与σ-