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郑州大学化工与能源学院-化工设备设计基础第二章 讲义 本文由蓝蓝鹏鹏贡献 pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 化工设备设计基础 第 章 直杆 第二章 直杆的拉伸与压缩 伸 缩 （ 学时） （~4学时） 2010年9月28日 年 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 第2章 直杆的拉伸与压缩 刚体与变形体： 弹性变形 ： 构件受到外力作用后发生变形，当外力卸 构件受到外 作用后发生变形 当外 卸 载后，即可消失的变形。 塑性变形： 构件受到外力作用后发生变形，当外力卸 构件受到外力作用后发生变形 当外力卸 载后，不可消失的变形。 研究（弹性）小变形： 研究（弹性）小变形 在分析构件上力的平衡关系时，变形的影 响可忽略不计，仍按构件原来的尺寸计算。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-1 构件变形的基本形式 一、构件的形状类别： 构件的形状类别： 1、杆： 长度方向（纵向）尺寸远大于垂直于长度方向 长度方向（ 向） 寸远大于垂直于长度方向 （横向）尺寸的构件。 2、板： 厚度尺寸比其长度或宽度尺寸小得多、且几何 厚度尺寸比其长度或宽度尺寸小得多 且几何 形状为平面的构件。 3、壳： 3 壳 厚度尺寸比其长度或宽度尺寸小得多、且几何 形状为曲面的构件。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-1 构件变形的基本形式 二、杆件的四种基本变形： 二 杆件的四种基本变形： —拉伸或压缩、弯曲、剪切、扭转四种。 1、拉伸或压缩变形（简称为“拉压”）： 1 拉伸或压缩变形（简称为“拉压”） 受力变形图： 受力及变形特点： 外力沿杆轴线作用，使杆沿轴线方向伸长 或缩短（同时截面变小或变大）。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-1 构件变形的基本形式 2、弯曲变形： 2 弯曲变形： 受力变形图： 受力及变形特点： 杆件受垂直于轴线的外力偶或横向力作 用，杆轴线弯成曲线。 杆轴线弯成 线 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-1 构件变形的基本形式 3、剪切变形： 3 剪切变形： 受力变形图： 受力及变形特点： 一对垂直于杆轴线的力，作用在杆的两 侧表面上，而且两力的作用线相距很近，使 表 作 线相 近 使 两力作用线间的横截面发生相对错动。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-1 构件变形的基本形式 4、扭转变形： 4 扭转变形： 受力变形图： 受力及变形特点： 杆件受到一对大小相等、转向相反、 绕杆轴线旋转的力偶作用时，杆的各横截 绕杆轴线旋转 作 时 杆 横截 面绕杆轴线发生相对转动。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-2 轴向拉伸或压缩时的内力 一、内力的概念 内力的概念 1、工程力学把构件不受外力作用时的内力 看作是零，把外力作用后引起的内力变化量 （附加内力）简称内力。 可见：内力与外力相平衡。 内 外 相平 2、内力是一个广义的概念，外力作用形式 不同，产生的变形形式也不同 因 ，内力可 不同，产生的变形形式也不同。因此，内力可 以是一个力，也可以是一个力偶，它们统称为 内力。 内力 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-2 轴向拉伸或压缩时的内力 二、求内力的方法 二 求内力的方法——截面法： 截面法： 1、截面法： 2、轴力N：—沿轴线作用的内力。 轴力的正负：使杆拉伸变形时轴力取正，反 轴力的正负：使杆拉伸变形时轴力取正 反 之取负。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-2 轴向拉伸或压缩时的内力 3、截面法求内力的步骤： 3 截面法求内力的步骤： 假想用一平面将杆件切成两段； 取任一段为研究对象，画出受力图； 段为 究对象 出受 利用静力平衡方程求解。 解 例2-1， 一等截面直杆，受轴向外力P1 、P2 、P3 的 等截面直杆 受轴向外力P P P 作用，已知P1=8kN，P2=10kN，P3=6kN ，试 求AB、BC、CD各段上的轴力。 郑州大学化工与能源学院 化工设备设计基础 2-2 轴向拉伸或压缩时的内力 解： ΣFx=0：N1-P1=0 ∴N1=P1=8KN N P 8KN ΣFx=0：N2-P1+P2=0 ∴N2=P1-P2=-2KN ΣFx=0：N3-P1+P2-P3=0 P P ∴N3=P