六章材料力学的拉伸和压缩lxy.pptVIP

第五章 轴向拉伸和压缩;教学目标： 理解拉伸与压缩的概念，会作拉压杆件轴力图，会计算单向拉压杆横截面、斜截面上的应力；熟练掌握拉压时的变形计算；了解应力集中的概念，掌握低碳钢的拉伸时的力学特性； 了解脆性材料拉伸时的力学性能；了解塑性材料和脆性材料在压缩时的力学性能；掌握拉压时的强度计算；掌握简单的超静定问题的计算。;构件安全性指标 强度：构件抵抗破坏的能力 刚度：构件抵抗变形的能力 稳定性：构件维持其原有平衡状态的能力; 材料力学(strength of materials)所涉及的内容分属于两个学科。第一个学科是固体力学(solid mechanics)，即研究物体在外力作用下的应力、变形和能量，统称为应力分析(stress analysis)。但是，材料力学所研究的仅限于杆、轴、梁等物体，其几何特征是纵向尺寸远大于横向尺寸，这类物体统称为杆或杆件（bars或rods）。大多数工程结构的构件或机器的零部件都可以简化为杆件。;2、变形固体基本假设;(a)轴向拉伸;变 形 前;? 几点结论; 所有工程结构的构件，实际上都是可变形的弹性体，当变形很小时，变形对物体运动效应的影响甚小，因而在研究运动和平衡问题时一般可将变形略去，从而将弹性体抽象为刚体。从这一意义讲，刚体和弹性体都是工程构件在确定条件下的简化力学模型。 ;? 关于弹性体受力与变形特点 ;? 关于静力学概念与原理在材料力 学中的可用性与限制性 ;第五章 轴向拉伸和压缩; 1、受力特点：外力或其合力的作用线沿杆轴; 一、内力;内力(Internal Forces);F1;弹性体内力的特征:;F1;FR;二、轴力图;F; 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;③全应力分解为：;50;横截面----是指垂直杆轴线方向的截面； 斜截面----是指任意方位的截面。;杆原长为l，直径为d。受一对轴向拉力F的作用，发生变形。变形后杆长为l1，直径为d1。;胡克定律 实验表明，在比例极限内，杆的轴向变形Δl与外力F及杆长l成正比，与横截面积A成反比。即：;例三 图示等直杆的横截面积为A、弹性模量为E，试计算D点的位移。;例四 图示结构中①杆是直径为32mm的圆杆， ②杆为2×No.5槽钢。材料均为Q235钢，E=210GPa。已知F=60kN，试计算B点的位移。;1、怎样画小变形放大图？;材料力学性质：材料在外力作用下，强度和变形方面所表现出的性能。;一、试验条件及试验仪器;2、试验仪器：万能材料试验机；变形仪（常用引伸仪）。;;;;;1;Ⅲ、测定灰铸铁拉伸机械性能 s b;s;两类材料的力学性能比较 1 变形 2 强度 3 抗冲击 4 对应力集中的敏感性;? 强度失效与失效控制 ;强度条件(强度设计 (Strength Design)准则)：;②设计截面尺寸：;[例] 已知一圆杆受拉力P =25 K N，直径 d =14mm，许用应 [?]=170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。;[例] 起重三脚架如图所示。木杆AB的许用应力[?]=12M Pa， AC为钢杆，许用应力[?]=160M Pa ，求结构的最大荷载P。;§5－8 拉压超静定问题;例 设1、2、3三杆用铰链连接如图，已知：各杆长为：L1=L2=L、 L3；各杆面积为A1=A2=A、 A3 ；各杆弹性模量为：E1=E2=E、E3。外力沿铅垂方向，求各杆的内力。;?、几何方程——变形协调方程：; 超静定问题的解题方法步骤：?、平衡方程；?、几何方程——变形协调方程?、物理方程——胡克定律：? 、补充方程：由几何方程和物理方程得；? 、解由平衡方程和补充方程组成的方程组：;例 木制短柱的四角用四个40*40*4的等边角钢加固，角钢和木材的许用应力分别为[?]1 =160MPa和[?]2=12MPa，弹性模量分别为E1=200GPa 和 E2 =10GPa；求许可载荷 P。;? 、解平衡方程和补充方程，得:;例：图示结构中AB为刚体，1、2杆的EA相同，试求1、2杆的轴力。;联立①②，解得：; 图示直杆ACB在两端A、B处固定。关于其两端的约束力有四种答案。试分析哪一种答案最合理。;;A;思考题解析;思考题解析;思考题解析;思考题解析