拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线课件.ppt

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1、知识要点回顾,概念： 变形 -刚度 应变 内力 -强度 应力内容： 基本假设 ：连续、均匀、各向同性 变形的基本形式 ：拉、压、剪、弯、扭 截面法：截、取、代、平衡,1,第八章 拉伸、压缩与剪切(1),目 录,2,第八章 拉伸、压缩与剪切,目 录,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,8.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力,8.5 材料压缩时的力学性能,8.7 失效、安全因数和强度计算,8.8 轴向拉伸或压缩时的变形,8.9 轴向拉伸或压缩的应变能,8.10 拉伸、压缩超静定问题,8.11 温度应力和装配应力,8.12 应力集中的概念,8.13

2、剪切和挤压的实用计算,8.4 材料拉伸时的力学性能,3,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,目 录,4,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,5,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,6,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,目 录,7,作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。,拉（压）杆的受力简图,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,目 录,受力特点与变形特点：,8,8.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例,目 录,9,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,1、截面法求内力,目 录,(1)假想沿m-m横截面将 杆切开,(2)留下左半段或右半段,(3)将弃去

3、部分对留下部分 的作用用内力代替,(4)对留下部分写平衡方程 求出内力即轴力的值,10,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,2、轴力：截面上的内力,目 录,由于外力的作用线与杆件的轴线重合，内力的作用线也与杆件的轴线重合。所以称为轴力。,3、轴力正负号： 拉为正、压为负,4、轴力图：轴力沿杆 件轴线的变化,11,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;试画出图示杆件的轴力图。,解：1、计算各段的轴力。,AB段,BC段,CD段,2、绘制轴力图。,目 录,12,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,目 录

4、,13,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆件的强度。,目 录,在拉（压）杆的横截面上，与轴力FN对应的应力是正应力 。根据连续性假设，横截面上到处都存在着内力。于是得静力关系：,14,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,目 录,平面假设：变形前原为平面的横截面，变形后仍保持为平面且仍垂直于轴线。,横向线ab、cd仍为直线，且仍垂直于杆轴线，只是分别平行移至ab、cd。,观察变形：,15,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,目 录,从平面假设可以判断：,（1）所有纵向纤维伸长相等,（2）因材料均

5、匀，故各纤维受力相等,（3）内力均匀分布，各点正应力相等，为常量,16,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,该式为横截面上的正应力计算公式。正应力和轴力FN同号。即拉应力为正，压应力为负。,目 录,圣维南原理,17,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,目 录,18,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已知 F=20kN；斜杆AB为直径20mm的圆截面杆，水平杆CB为1515的方截面杆。,解：1、计算各杆件的轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点B为研究对象,45,目 录,19,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和

6、应力,2、计算各杆件的应力。,目 录,20,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,例题,悬臂吊车的斜杆AB为直径d=20mm的钢杆，载荷W=15kN。当W移到A点时，求斜杆AB横截面上的应力。,解：,当载荷W移到A点时，斜杆AB受到拉力最大，设其值为Fmax。,讨论横梁平衡,目 录,21,8.2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力,由三角形ABC求出,斜杆AB的轴力为,斜杆AB横截面上的应力为,目 录,22,8.3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力,实验表明：拉（压）杆的破坏并不总是沿横截面发生，有时却是沿斜截面发生的。,目 录,23,8.4 材料拉伸时的力学性能,24,8.4 材

7、料拉伸时的力学性能,力学性能：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学特性。,一 试件和实验条件,常温、静载,目 录,25,8.4 材料拉伸时的力学性能,目 录,26,8.4 材料拉伸时的力学性能,二 低碳钢的拉伸,目 录,27,8.4 材料拉伸时的力学性能,明显的四个阶段,1、弹性阶段ob,比例极限,弹性极限,2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力）,屈服极限,3、强化阶段ce（恢复抵抗变形的能力）,强度极限,4、局部径颈缩阶段ef,目 录,胡克定律,E弹性模量（GN/m2）,28,8.4 材料拉伸时的力学性能,两个塑性指标:,断后伸长率,断面收缩率,为塑性材料,为脆性材料,低碳钢的,为

8、塑性材料,目 录,29,8.4 材料拉伸时的力学性能,三 卸载定律及冷作硬化,1、弹性范围内卸载、再加载,2、过弹性范围卸载、再加载,材料在卸载过程中应力和应变是线性关系，这就是卸载定律。,材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。,目 录,30,8.4 材料拉伸时的力学性能,四 其它材料拉伸时的力学性质,对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限p0.2来表示。,目 录,31,8.4 材料拉伸时的力学性能,对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。,bt拉伸强度极限（约为140MPa

9、）。它是衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。,目 录,32,33,34,Stress-strain curve of 304 SS sample-1 under quasi-static tensile loading.,34,8.4 材料拉伸时的力学性能,35,8.4 材料拉伸时的力学性能,36,8.5 材料压缩时的力学性能,37,8.5 材料压缩时的力学性能,一 试件和实验条件,常温、静载,目 录,38,8.5 材料压缩时的力学性能,二 塑性材料（低碳钢）的压缩,拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同。,屈服极限,比例极限,弹性极限,E - 弹性摸量,目 录,39,8.5 材料压缩时的力学性能,三 脆性材料（铸铁）的压缩,脆性材料的抗拉与抗压性质不完全相同,压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限,目 录,40,目 录,8.5 材料压缩时的力学性能,41,8.7 失效、安全因数和强度计算,42,第七次作业：,8.2、8.5、 8.7,43,祝大家学习愉快!,本次课完！,44,