【正文】 布只在力系作用區(qū)域附近有顯著的影響，在離開力系作用區(qū)域較遠處，應(yīng)力分布幾乎相同 F F F F F F CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 167。求兩桿的應(yīng)力。求兩桿的應(yīng)力。 材料拉伸時的力學性能 一、概述 材料的力學性能 ： 指材料在外力的作用下，其變形、破壞等方面的力學特性。 ）下，以緩慢平穩(wěn)的加載方式進行的試驗。 的滑移線。d g卸載定律： 在強化階段某一點 d 卸載，卸載過程應(yīng)力應(yīng)變曲線為一斜直線，直線的斜率與比例階段基本相同。 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 ??Oabced f（ 4）局部變形階段（ ef段） 名義應(yīng)力下降 變形限于某一局部 出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象 最后在頸縮處拉斷。 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 低碳鋼拉伸四個階段： （ 1）彈性階段 （ ob段 ） （ 2）屈服階段 （ bc段 ） （ 3）強化階段 （ ce段 ） （ 4）局部變形階段 （ ef段 ） ??Oabced fP?e?s?b?CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 ： (1)強度指標： s?—— 屈服極限； b?—— 強度極限； (2)塑性指標： %1 0 01 ???lll?%1 0 01 ???AAA?—— 伸長率或延伸率 —— 斷面收縮率 %5??塑性材料： 脆性材料： %5??低碳鋼 ： %30~%20??CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 三、其它塑性材料拉伸時的力學性能 ??o圖?? ??%??o圖?? ?30鉻錳鋼 50鋼 A3鋼 硬鋁 青銅 名義屈服極限 對于在拉伸過程中沒有明顯屈服階段的材料，通常規(guī)定以產(chǎn)生 ％ 的塑性應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力作為屈服極限，并稱為名義屈服極限，用 ? 名義屈服極限： CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 四、鑄鐵拉伸時的力學性能 b???o圖?? ?沒有屈服和頸縮現(xiàn)象； 強度極限 是衡量強度的唯一指標。 材料壓縮時的力學性能 oCHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 二、鑄鐵壓縮時的力學性能 ，可以高 45倍。 脆性材料的抗壓強度一般均大于其抗拉強度。 溫度和時間對材料力學性能的影響 一、短期靜載下溫度對材料力學性能的影響 二、高溫、長期靜載下材料的力學性能 蠕變變形 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 167。 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 二、安全系數(shù)與許用應(yīng)力 塑性材料： )( ??? s? —— 最大工作應(yīng)力 脆性材料： )( bcbt ??? ?構(gòu)件正常工作要求 : AF N??結(jié)合其他不安全因素： 材料的不均勻； ?s、 ?b測得不準確 ； 載荷估計誤差； 構(gòu)件結(jié)構(gòu)尺寸、受力的簡化、計算公式的近似性； 加工工藝對構(gòu)件強度影響（焊接、熱處理等）； 其他偶然因素：地震、風載、濕度變化、腐蝕等。 一般地， bs nn ?sn bn安全系數(shù)與工況的關(guān)系： 土木結(jié)構(gòu)中的金屬件、靜載（ A3鋼） ： ?sn起重機結(jié)構(gòu)（ A3鋼） ： ?sn螺栓、鋼絲繩（ A3鋼） ： )5~4(?sn載人： )10~9(?snCHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 三、強度條件與強度計算 （ 1） 強度條件（軸向拉伸壓縮） ? ??? ??AF N其中： FN —— 橫截面上的軸力； A —— 橫截面積； [?] —— 材料的許用應(yīng)力 說明： 對等截面桿，應(yīng)取 m a xNN FF ?截面來計算； 對軸力不變的桿件，應(yīng)按最小截面 （ A=Amin） 設(shè)計計算 —— 按危險截面（ ）設(shè)計計算。 kN30kN65kN45 kN50A B C D1A 1A2A)kN(NFx452030解 :（ 1）計算內(nèi)力 （ 2）校核強度 安全 MP1 5 0103 0 01045631??????AF ABAB?MP1 4 3101 4 01020632??????AF BCBC?? ?σ?? ?σ?（分段較核） ? 例題 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 圖示結(jié)構(gòu)， ABCD為剛體，受力及尺寸如圖。 m m 1 2 3 100kN A 1m 2m B C D H K 400kN 1m 1m 解 :（ 1）先求各桿的軸力 ? 例題 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 x N1FN2FN3Fy ,0?? xF 01 0 045c o sN3 ???F ??F,0?? KM 031 0 014 0 02N1 ??????FkN50N1 ??F,0?? CM 0110014002N2 ??????? FkN250N2 ??Fm m 1 2 3 100kN A 1m 2m B C D 400kN CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 （ 2）計算各桿的應(yīng)力，并與 ???比較 由型鋼表查得： 21 4 34 ??A232 7 94 ??? AAM 1N11 ?? AF?M 6 42N22 ?? AF?M 3N33 ?? AF?? ???? ???? ???該結(jié)構(gòu)強度不夠 x N1FN2FN3Fy 1 2 3 100kN A 1m 2m B C D 400kN CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 （ 3）改進設(shè)計 將桿 2改用等邊角鋼的型號： mm66363 ??桿 2截面積： 22 ??AM 10250632N22 ???????AF? ? ???整個結(jié)構(gòu)滿足強度要求 M 6 42N22 ?? AF? ? ???x N1FN2FN3Fy 1 2 3 100kN A 1m 2m B C D 400kN CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 A B C F1 2 o45o30 2桿為圓截面， d1=30mm， d2=20mm，兩桿材料相同 ????160MPa。 ? 例題 312N1 ??FF622N2 ??FF? ? 1A??? ? 2A?? 5 41 ?F ?F? ? in ?? iFFCHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 167。 軸向拉伸或壓縮時的變形 一、縱向變形、胡克定律 變形和載荷表示的胡克定律 EAFll ??F F l l1 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 橫向變形： bbb ???1橫向應(yīng)變： bb??????? ?? —— 稱為泊松比 ??和 E ， 是材料的兩個彈性常數(shù)，由實驗測定。 當應(yīng)力不超過比例極限時 二、橫向變形與泊松比 ??=常數(shù) ?F F b b1 ??? ??? 的符號總是相反)和 ?? ?(鋼材的 E約為 200GPa,μ為 CHINA UNIVERSITY OF MINING AND TECHNOLOGY 第二章 拉伸、壓縮與剪切 圖示桿 ， 1段為直徑 d1=20mm的圓桿， 2段為邊長 a=25mm的方桿 ， 3段為直徑d3=12mm的圓桿。 ? 例題 P P 解 : 222 ???? A?333N22N2111NAElFAElFAElFl ????321 llll ????????P? 0 272. m m ( 縮短）CHINA