單輝祖材力-1第一章緒論第二章拉壓應(yīng)利與材料力學(xué)性能(編輯修改稿)
2025-05-29 01:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 要引起桿件的變形。可以從觀察桿件的表面變形出發(fā)，來分析內(nèi)力的分布規(guī)律。F F a cb da39。 c39。b39。 d39。mmF F mmF ?FNmmF FN ? 等直桿相鄰兩條橫向線在桿受拉 (壓 )后仍為直線，仍相互平行，且仍垂直于桿的軸線。 原為平面的橫截面在桿變形后仍為平面，對(duì)于拉（壓）桿且仍相互平行，仍垂直于軸線?，F(xiàn)象平面假設(shè)F F a cb da39。 c39。b39。 d39。亦即橫截面上各點(diǎn)處的正應(yīng)力 都相等。推論：等直 拉（壓）桿受力時(shí)沒有發(fā)生剪切變形，因而橫截面上沒有切應(yīng)力。 拉 (壓 )桿受力后任意兩個(gè)橫截面之間縱向線段的伸長(zhǎng) (縮短 )變形是均勻的。F F a cb da39。 c39。b39。 d39。等截面拉 (壓 )桿橫截面上正應(yīng)力的計(jì)算公式 即mmF F mmF ?FNmmF FN ?適用條件： ⑴ 上述正應(yīng)力計(jì)算公式對(duì)拉（壓）桿的橫截面形狀沒有限制；但對(duì)于拉伸（壓縮）時(shí)平面假設(shè)不成立的某些特定截面 , 原則上不宜用上式計(jì)算橫截面上的正應(yīng)力。 ⑵ 實(shí)驗(yàn)研究及數(shù)值計(jì)算表明，在載荷作用區(qū)附近和截面發(fā)生劇烈變化的區(qū)域，橫截面上的應(yīng)力情況復(fù)雜，上述公式不再正確。 力作用于桿端方式的不同，只會(huì)使與桿端距離不大于桿的橫向尺寸的范圍內(nèi)受到影響。Ⅱ 、圣維南原理}FFFF影響區(qū)影響區(qū)例 試求此正方形磚柱由于荷載引起的橫截面上的最大工作應(yīng)力。已知 F =50 kN。 解： Ⅰ 段柱橫截面上的正應(yīng)力 （壓） 150kN50kNF C BA F F 40003000370 240Ⅱ 段柱橫截面上的正應(yīng)力（壓應(yīng)力） 最大工作應(yīng)力為 150kN50kNF C BA F F 40003000370 240Ⅲ 、拉（壓）桿斜截面上的應(yīng)力由靜力平衡得斜截面上的內(nèi)力： F F kkaFa F kkF Fa pakk變形假設(shè)：兩平行的斜截面在桿件發(fā)生拉（壓）變形后仍相互平行。推論：兩平行的斜截面之間所有縱向線段伸長(zhǎng)變形相同。即斜截面上各點(diǎn)處總應(yīng)力相等。F F ?0 為拉 (壓 )桿橫截面上 ( )的正應(yīng)力。 F Fa pakkF F kkaAaA總應(yīng)力又可分解為斜截面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力 ： a pa?ata方位角 α 符號(hào)規(guī)定： x軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)向截面外法線,α 為正；切應(yīng)力 τ 的符號(hào)規(guī)定 :將截面外法線沿順時(shí)針轉(zhuǎn)90176。, 與該方向同向的切應(yīng)力為正。通過一點(diǎn)的所有不同方位截面上應(yīng)力的全部情況，成為該點(diǎn)處的 應(yīng)力 狀態(tài) 。對(duì)于拉（壓）桿，一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)由其橫截面上一點(diǎn)處正應(yīng)力即可完全確定，這樣的應(yīng)力狀態(tài)稱為單向應(yīng)力狀態(tài) 。 a pa?ata討論： （ 1）（ 2）（橫截面）（縱截面）（ 縱截面）（橫截面）a pa?ata167。 24 材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能 力學(xué)性能 —— 材料受力時(shí)在強(qiáng)度和變形方面所表現(xiàn)出來的性能。力學(xué)性能取決于內(nèi)部結(jié)構(gòu)外部環(huán)境由試驗(yàn)方式獲得 本節(jié)討論的是常溫、靜載、軸向拉伸（或壓縮）變形條件下的力學(xué)性能。一 、材料的拉伸和壓縮試驗(yàn) 拉伸試樣 圓截面試樣： 或矩形截面試樣： 或試驗(yàn)設(shè)備 ：萬能試驗(yàn)機(jī) ：用來 強(qiáng)迫試樣變形并測(cè)定試樣的抗力 變形儀 ：用來將試樣的微小變形放大到試驗(yàn)所需精度范圍內(nèi)拉伸圖 四個(gè)階段：荷載伸長(zhǎng)量 Ⅰ— 線性（彈性）階段Ⅱ— 屈服階段Ⅲ— 硬化（強(qiáng)化）階段Ⅳ—— 縮頸（局部變形） 階段二、低碳鋼試樣的拉伸圖及低碳鋼的力學(xué)性能 為了消除掉試件尺寸的影響，將試件拉伸圖轉(zhuǎn)變?yōu)椴牧系膽?yīng)力 —— 應(yīng)變曲線圖。圖中：A — 原始橫截面面積? — 名義應(yīng)力l — 原始標(biāo)距? — 名義應(yīng)變拉伸過程四個(gè)階段的變形特征及應(yīng)力特征點(diǎn)： Ⅰ 、線性（彈性）階段 OB 此階段試件變形完全是彈性的，且 ?與 ?成線性關(guān)系E — 線段 OA的斜率比例極限 ?p — 對(duì)應(yīng)點(diǎn) A彈性極限 ?e — 對(duì)應(yīng)點(diǎn) BⅡ 、屈服階段 此階段應(yīng)變顯著增加，但應(yīng)力基本不變 — 屈服 現(xiàn)象。產(chǎn)生的變形主要是塑性的。拋光的試件表面上可見大約與軸線成 45? 的滑移線。屈服極限 — 對(duì)應(yīng)點(diǎn)D（ 屈服低限）Ⅲ 、硬化（強(qiáng)化）階段 此階段材料抵抗變形的能力有所增強(qiáng)。強(qiáng)度極限 ?b — 對(duì)應(yīng)點(diǎn) G (拉伸強(qiáng)度 )，最大應(yīng)力此階段如要增加應(yīng)變，必須增大應(yīng)力材料的強(qiáng)化（應(yīng)變硬化）強(qiáng)化階段的卸載及再加載規(guī)律 若在強(qiáng)化階段卸載，則卸載過程 ?? 關(guān)系為直線。 立即再加載時(shí)， ??關(guān)系起初基本上沿卸載直線 上升直至當(dāng)初卸載的荷載，然后沿卸載前的曲線斷裂 — 冷作硬化現(xiàn)象。?e_— 彈性應(yīng)變?p — 殘余應(yīng)變（塑性）冷作硬化對(duì)材料力學(xué)性能的影響比例極限 ?p強(qiáng)度極限 ?b 不變殘余變
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