軸向拉伸ppt課件(已修改)
2025-05-17 06:14 本頁面
【正文】 167。 8–3 拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理 第八章 軸向拉伸與壓縮（ Axial Tension） 167。 86 胡克定律與拉壓桿的變形 167。 87 拉壓靜不定問題 167。 84 材料在拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能 167。 81 引言 167。 85 失效、許用應(yīng)力與強(qiáng)度條件 167。 88 連接部分的強(qiáng)度計(jì)算 1 167。 8–2 軸力與軸力圖 2 167。 21 167。 8–1 引言 3 167。 8–1 引言 4 167。 8–1 引言 5 特點(diǎn)： 作用在桿件上的外力或其合力的作用線與桿件軸線重合，桿件變形是沿軸線方向的伸長或縮短。 桿的受力簡圖為 F F 拉伸 F F 壓縮 167。 8–1 引言 6 167。 8–1 引言 7 F F 軸力：橫截面上的內(nèi)力 截面法求軸力 m m F FN 切 : 假想沿 mm橫截面將桿切開 留 : 留下左半段或右半段 代 : 將拋掉部分對留下部分的作用用內(nèi)力代替 平 : 對留下部分寫平衡方程求出內(nèi)力即軸力的值 ? ? 0xFF FN 0?? FF NFFN ?167。 22 167。 8–2 軸力和軸力圖 8 軸力正負(fù)號：拉為正、壓為負(fù) 軸力圖：軸力沿桿件軸線的變化 由于外力的作用線與桿件的軸線重合，內(nèi)力的作用線也與桿件的軸線重合。所以稱為軸力。 167。 22 F F m m F FN ? ? 0xFF FN 0?? FF NFFN ? 167。 8–2 軸力和軸力圖 9 167。 22 F FN1 167。 8–2 軸力和軸力圖 F1 F2 1 1 A B C 2 2 FR FN2 + FN 20KN 30KN x o 20KN 50KN 167。 8–2 軸力和軸力圖 10 一、應(yīng)力的概念 問題提出： P P P P 1. 內(nèi)力大小不能衡量構(gòu)件強(qiáng)度的大小。 1. 定義： 由外力引起的內(nèi)力 集度 。 2. 強(qiáng)度：①內(nèi)力在截面分布集度 ? 應(yīng)力； ②材料承受荷載的能力。 桿件的強(qiáng)度不僅與軸力有關(guān)，還與橫截面面積有關(guān)。必須用應(yīng)力來比較和判斷桿件的強(qiáng)度。 167。 8–3 拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理 11 工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均勻分布，集度的定義不僅準(zhǔn)確而且重要，因?yàn)椤捌茐摹被颉笆А蓖鶑膬?nèi)力集度最大處開始。 ?P ?A M ① 平均應(yīng)力： ② 應(yīng)力（總應(yīng)力）： APpM ΔΔ?APAPpAM ddΔΔlim0Δ???2. 應(yīng)力的表示： 12 ③ 應(yīng)力分解為： p ? M ? AFAF NNA ddΔΔl i m0Δ????ATATA ddΔΔlim0Δ????垂直于截面的應(yīng)力稱為 “正應(yīng)力” (Normal Stress)； 位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱為 “剪應(yīng)力” (Shearing Stress)。 13 變形前 1. 變形規(guī)律試驗(yàn)及平面假設(shè)： 平面假設(shè)： 原為平面的橫截面在變形后仍為平面。 a b c d 受載后 P P d 180。 a180。 c180。 b180。 二、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力 縱向纖維變形相同。均勻材料、均勻變形，內(nèi)力當(dāng)然均勻分布。 14 2. 拉伸應(yīng)力： ? FN(x) P AxF N )( ??軸力引起的正應(yīng)力 —— ? ： 在橫截面上均布。 思考題 量綱 [力 ]/[長度 ]2。單位： Pa(帕 )或 MPa（兆帕）或 GPa 1MPa=106Pa 1GPa=109Pa 階梯桿橫截面分別為 A， 2A， 3A ；各截面上作用力均為 F，判斷各截面軸力和應(yīng)力是否相等？ 15 16 2. 拉伸應(yīng)力： ? FN(x) P AxF N )( ??軸力引起的正應(yīng)力 —— ? ： 在橫截面上均布。 量綱 [力 ]/[長度 ]2。單位： Pa(帕 )或 MPa（兆帕）或 GPa 1MPa=106Pa 1GPa=109Pa 危險(xiǎn)截面：內(nèi)力最大的面，截面尺寸最小的面。 危險(xiǎn)點(diǎn)：應(yīng)力最大的點(diǎn)。 3. 危險(xiǎn)截面及最大工作應(yīng)力： ))( )(m a x ( m a x xA xF N??4. 公式的應(yīng)用條件： AxF N )( ??a b c P P 變形示意圖： (紅色實(shí)線為變形前的線，紅色虛線為紅色實(shí)線變形后的形狀。 ) 應(yīng)力分布示意圖： 17 5. SaintVenant原理： 離開載荷作用處一定距離，應(yīng)力分布與大小不受外載荷作用方式的影響。 圣文南原理 18 19 6. 應(yīng)力集中（ Stress Concentration）： 在截面尺寸突變處，應(yīng)力急劇變大。 常見的油孔、溝槽等均有構(gòu)件尺寸突變，突變處將產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。 形狀尺寸的影響： 尺寸變化越急劇、角越尖、孔越小，應(yīng)力集中的程度越嚴(yán)重。 材料的影響： 應(yīng)力集中對塑性材料的影響不大； 應(yīng)力集中對脆性材料的影響嚴(yán)重，應(yīng)特別注意。 20 例題 81 圖示結(jié)構(gòu)，試求桿件 AB、 CB的應(yīng)力。已知 F=20kN；斜桿 AB為直徑 20mm的圓截面桿，水平桿 CB為15 15的方截面桿。 F A B C ? ? 0yF ?N
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