轴向拉伸和压缩s课件.ppt
《轴向拉伸和压缩s课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《轴向拉伸和压缩s课件.ppt(70页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、第二章 轴向拉伸和压缩,2-1 轴向拉伸和压缩的概念,2-2 内力截面法及轴力图,2-3 应力拉(压)杆内的应力,2-4 拉(压)杆的变形胡克定律,2-5 拉(压)杆内的应变能,2-6 材料在拉伸和压缩时的力学性能,2-7 强度条件安全因数许用应力,2-8 应力集中的概念,2-1 轴向拉伸和压缩的概念,第二章 轴向拉伸和压缩,拉(压)杆:受轴向外力作用的等截面直杆几何特征:等直杆受力特征:两端受相反方向的轴向作用力变形特征:杆纵向伸长或缩短,2-2 内力截面法及轴力图,.内力,根据物体的均匀连续性假设,内力在物体内连续分布。,通常把物体内相邻部分之间分布内力系的合成简称为内力。,第二章 轴向拉
2、伸和压缩,.截面法轴力及轴力图,解得:轴力FN=F,方向:拉为正,压为负。,第二章 轴向拉伸和压缩,步骤:(1)断开(2)代替(3)平衡,第二章 轴向拉伸和压缩,思考题,静力学中力的可传递性原理,在用截面法求内力的过程中是否可用?,轴力图:平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置。垂直于杆轴线的坐标表示横截面轴力的数值。,例题2-1 试作此杆的轴力图。,第二章 轴向拉伸和压缩,(a),2-3 应力拉(压)杆内的应力,.应力的概念,平均应力:,第二章 轴向拉伸和压缩,引题:能不能通过外力或者轴力来判断杆件是否因强不足而破坏?杆件内一点处的内力分布集度称为应力。,总应力:,第二章 轴向拉伸和压缩,正应力
3、s,总应力p,切应力t,方向:正应力拉为正,压为负 切应力逆时针为正应力量纲:ML-1T-2,单位:Pa合成:各点处的应力与微面积 dA的乘积,.拉(压)杆横截面上的应力,与轴力相应的只可能是正应力s,与切应力无关,第二章 轴向拉伸和压缩,平面假设原为平面的横截面在杆变形后仍为平面。即拉杆变形后两横截面将沿杆轴线做作相对平移,也就是说,拉杆在其任意两个横截面之间的纵向线段的伸长是均匀的。,第二章 轴向拉伸和压缩,推论:横截面上各点处的正应力s 都相等,第二章 轴向拉伸和压缩,注意:,由于杆端连接方式的不同,等直杆在外力作用点附近,横截面上的应力情况复杂。圣维南原理:“力作用于杆端方式的不同,只
4、会使与杆端距离不大于杆的横向尺寸的范围内受到影响”。,第二章 轴向拉伸和压缩,例题2-2 试求此正方形砖柱由于荷载引起的横截面上的最大工作应力。已知F=50 kN。,第二章 轴向拉伸和压缩,段柱横截面上的正应力,所以,最大工作应力为1.1 MPa,是压应力。,解:段柱横截面上的正应力,(压应力),(压应力),第二章 轴向拉伸和压缩,例题2-3 试求薄壁圆环在内压力作用下径向截面上的拉应力。已知:d=200 mm,=5 mm,p=2 MPa。,第二章 轴向拉伸和压缩,第二章 轴向拉伸和压缩,解:,.拉(压)杆斜截面上的应力,第二章 轴向拉伸和压缩,(C),斜截面上的正应力和切应力:,第二章 轴向
5、拉伸和压缩,斜截面上的总应力:,拉压杆内任意一点处不同方位斜截面上的正应力和切应力的最大值所在的截面的方位?,横截面上一点处所有不同方位的截面上应力的情况该点处的应力状态。对于轴向拉压杆,一点处的应力状态由横截面上的正应力即可完全确定,这样的应力状态称为单轴应力状态。,第二章 轴向拉伸和压缩,2-4 拉(压)杆的变形 胡克定律,纵向总变形,纵向线应变(反映变形程度),第二章 轴向拉伸和压缩,纵向变形,横向变形,第二章 轴向拉伸和压缩,横向总变形,纵向线应变,引进比例常数E,,胡克定律,适用于拉(压)杆。,式中:E 称为弹性模量,单位为Pa;EA 杆的拉伸(压缩)刚度。,胡克定律,对于轴向拉压杆
6、,当应力不超过材料的某一特征值(“比例极限”)时,若两端受力,第二章 轴向拉伸和压缩,胡克定律的另一表达形式:,单轴应力状态下的胡克定律,第二章 轴向拉伸和压缩,横向变形因数(泊松比),对于轴向拉压杆,当应力不超过材料的比例极限时,横向线应变e和纵向线应变e的绝对值之比为一常数,此比值称为横向变形因数或泊松比:,第二章 轴向拉伸和压缩,例题2-4 一根方钢管边长4cm,承受250KN 的轴向拉力,求在此荷载作用下横向尺寸的减小量。,求解思路:,求解思路:,解:(1)横截面上的正应力:,(2)纵向线应变:,(3)横向线应变:,(4)横向尺寸减小:,例题2-5 如图所示杆系,荷载 P=100 kN
7、,试求结点A的位移A。已知:a=30,l=2 m,d=25 mm,杆的材料(钢)的弹性模量为E=210 GPa。,第二章 轴向拉伸和压缩,由胡克定律得,1.求杆的轴力及伸长,解:结点A的位移A系由两杆的伸长变形引起,故需先求两杆的伸长。,由结点 A 的平衡(如图)有,第二章 轴向拉伸和压缩,亦即,画杆系的变形图,确定结点A的位移,由几何关系得,第二章 轴向拉伸和压缩,2-5 拉(压)杆内的应变能,应变能:弹性体受力而变形时所积蓄的能量。,弹性变形时认为,积蓄在弹性体内的应变能V在数值上等于外力所作功W。,第二章 轴向拉伸和压缩,应变能密度 v单位体积内的应变能。,第二章 轴向拉伸和压缩,拉杆(
8、压杆)在线弹性范围内的应变能,解:应变能,例题2-6 求例题2-5中所示杆系的应变能,并按弹性体的功能原理(V=W)求结点A的位移A。已知:P=100 kN,杆长 l=2 m,杆的直径 d=25 mm,a=30,材料的弹性模量E=210 GPa。,第二章 轴向拉伸和压缩,结点A的位移,由 知,第二章 轴向拉伸和压缩,2-6 材料在拉伸和压缩时的力学性能,.材料的拉伸和压缩试验,拉伸试样,圆截面试样:l=10d 或 l=5d(工作段长度称为标距)。,矩形截面试样:或。,第二章 轴向拉伸和压缩,试验设备:,(1)万能试验机:强迫试样变形并测定试样的抗力。,(2)变形仪:将试样的微小变形放大后加以显
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 轴向 拉伸 压缩 课件

链接地址:https://www.31ppt.com/p-3727866.html