[工學(xué)]材料力學(xué)第2章-全文預(yù)覽
【正文】 根據(jù)功能原理可知：拉力 F所作的功應(yīng)等于桿件所儲(chǔ)存的變形能。 LF D~FF1FFDL1 當(dāng)外力加到 F1時(shí)，桿件的伸長(zhǎng)量用 DL1表示。 上面所提到的這種能量，因?yàn)槭窃趶椥泽w變形過(guò)程中產(chǎn)生的，因此我們就稱(chēng)其為 變形能 。上述提到的發(fā)條實(shí)際上就是一種 彈性體 。故可知 ??? ??39。 式中： EA—— 桿件的抗拉（壓）剛度。 ? ? 156M P Pa10235 66 ??????ssn??例 2 已知 F=130kN α=30176。 安全系數(shù)是構(gòu)件工作的安全儲(chǔ)備。 s?脆性材料 —— 強(qiáng)度極限 作為脆性材料的極限應(yīng)力。 蠕變 金屬材料長(zhǎng)期在不變的溫度和不變的應(yīng)力作用下 ,發(fā)生緩慢的塑性變形的現(xiàn)象 ,稱(chēng)為蠕變。由于廢鋼的尺寸、厚薄、輕重相差懸殊，所以廢鋼的粉碎一直是個(gè)難題。 冷脆的原因： 舉例： 利用脆化現(xiàn)象，人們發(fā)明了 低溫粉碎技術(shù) 。優(yōu)點(diǎn)是：重量輕，強(qiáng)度高，工藝簡(jiǎn)單，耐腐蝕。 ③ 塑性和脆性材料變形和破壞特點(diǎn) 非金屬材料的力學(xué)性能 1) 混凝土 近似均質(zhì)、各向同性材料 。 ② 鑄鐵壓縮實(shí)驗(yàn)： 塑性材料 斷裂前變形大，塑性指標(biāo)高，抗拉能力強(qiáng)。 其它金屬材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 O ? ? A % S ? 上述這些金屬材料 無(wú)明顯屈服階段，規(guī)定以塑性應(yīng)變 ?s=% 所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為 名義屈服極限 ，記作 ? 測(cè)定灰鑄鐵拉伸機(jī)械性能 ? b 0APbb ??強(qiáng)度極限 ： O P D L Pb ? ?b— 拉伸強(qiáng)度極限 ，脆性材料唯一拉伸力學(xué)性能指標(biāo)。 低碳鋼 (C≤%) 拉伸實(shí)驗(yàn)及力學(xué)性能 頸縮階段 標(biāo)準(zhǔn)試件（ 低碳鋼、鑄鐵 ） σp— 比例極限 σe— 彈性極限 σs— 屈服極限 σb— 強(qiáng)度極限 —— 塑性材料的典型代表 工作段長(zhǎng)度 l 標(biāo)距 lo do lo=10do 或 5do O σ ? σe σp σs σb 線(xiàn)彈性階段 屈服階段 強(qiáng)化階段 σ— ε 拉伸曲線(xiàn) 《 金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法 》 GBT2282022 ① 延伸率 %1 00001 ???lll?② 斷面收縮率 %100010 ??? A AA??≥ 5%— 塑性材料 ?＜ 5%— 脆性材料 塑性指標(biāo) l1—— 試件拉斷后的長(zhǎng)度 A1—— 試件拉斷后斷口處的最小橫截面面積 ?0 ?p ?e ?t ? ? ?P ?e ?s ?b A B C C’ D E O ? ? =E? 卸載曲線(xiàn) 卸載后再加載曲線(xiàn) 屈服極限提高：冷作硬化 F 冷作硬化現(xiàn)象 構(gòu)件處于強(qiáng)化階段實(shí)施卸載。 ③ ???? ?? 2c o sc o s ?? p ???? ?? 2s i n2s i n 0?? p材料在外力作用下 ， 強(qiáng)度和變形方面所表現(xiàn)出的性能 。 一 、 斜截面上應(yīng)力公式推導(dǎo)： 橫截面 —— 是指垂直桿軸線(xiàn)方向的截面； 斜截面 —— 與桿軸線(xiàn)不相垂直的截面。 舉例 解： （一）作軸力圖如圖所示 （二）由于此柱為變截面桿，上段軸力小，截面積也小，下段軸力大，截面積也大，故兩段橫截面上的正應(yīng)力都必須求出，從而確定最大的正應(yīng)力。 由圣維南原理可知： 下圖中的 (b)、 (c)、 (d)都可以用同一計(jì)算簡(jiǎn)圖（ a）來(lái)代替，從而圖形得到很大程度的簡(jiǎn)化。隨著加載方式的不同，這點(diǎn)附近的應(yīng)力分布方式就會(huì)發(fā)生變化。 —— 平面假設(shè) ③ 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 F N? F N?平面假設(shè) 拉桿所有縱向纖維的伸長(zhǎng)相等 材料的均勻性 各縱向纖維的性質(zhì)相同 橫截面上 內(nèi)力是均 勻分布的 AN ?? ?（ 21） A—— 橫截面面積 —— 橫截面上的應(yīng)力 ? 對(duì)于等直桿， 當(dāng)有多段軸力時(shí)，最大軸力所對(duì)應(yīng)的截面 —— 危險(xiǎn)截面。 拉力繪在 x軸的上側(cè)， 壓力繪在 x軸的下側(cè)。 用截面法將桿件分成左右兩部分， 利用 軸方向的平衡可得 ： x結(jié)論 （ 2）定義：上述內(nèi)力的合力 N就稱(chēng)為軸力 （ 其作用線(xiàn)因與桿件的軸線(xiàn)重合而得名 ） 。本章要點(diǎn) （ 1）橫截面上正應(yīng)力計(jì)算公式 （ 2）拉壓虎克定律 （ 3）拉壓靜不定問(wèn)題求解 重要概念 平面假設(shè)、軸力、拉壓虎克定律、拉壓靜不定、應(yīng)力集中、拉壓變形能 167。 221 軸向拉壓時(shí)橫截面上 的內(nèi)力和應(yīng)力 一 .軸力及軸力圖 （ 1）舉例 NNFFFF? ?????? FNFNX 00 因 F力的作用線(xiàn)與桿件的軸線(xiàn)重合，故，由桿件處于平衡狀態(tài)可知，內(nèi)力合力的作用線(xiàn)也必然與桿件的軸線(xiàn)相重合。 xx① 求支反力 R 由整桿的平衡方程 ? ?????????? KNRPPPPRX 1000 4321② 用截面法求 AB段軸力，保留 11截面左部 同理可求出 BC、 CD、 DE段內(nèi)的軸力分別為： 解、 ? ? 0X 01 ?? RN NKN 101 ?? ?? ?? ?拉力壓力拉力KNNKNPPNKNPRN20454335012?????????P4 N4 4 4 用 截 面 法 求 出 各 段 軸 力 單位： KN xN選一個(gè)坐標(biāo)系，用其橫坐標(biāo) 表示橫截面的位置，縱坐標(biāo) 表示相應(yīng)截面上的軸力。 ② 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 變形前為平面的橫截面，變形后仍保持為平面。因?yàn)樽饔命c(diǎn)附近橫截面上的應(yīng)力分布是非均勻的。經(jīng)過(guò)代替，只對(duì)原力系作用區(qū)域附近有顯著影響，但對(duì)較遠(yuǎn)處，其影響即可不計(jì)。試求荷載引起的最大工作應(yīng)力。 222 直桿軸向拉伸或壓縮時(shí) 斜截面上的應(yīng)力 上節(jié)中我們分析了拉（壓）桿橫截面上的正應(yīng)力，這是特殊截面上的應(yīng)力，現(xiàn)在我們來(lái)研究更一般的情況，即任一截面上的應(yīng)力，對(duì)不同材料的
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1