第5章轴向拉伸与压缩课件.ppt

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1、211 轴向拉压的概念及实例轴向拉压的概念及实例2 内力、截面法、内力、截面法、轴力及轴力图轴力及轴力图3 截面上的应力及强度条件截面上的应力及强度条件 第五章第五章 轴向拉伸和压缩轴向拉伸和压缩-4 -4 拉压杆的变形拉压杆的变形 弹性定律弹性定律-5 -5 拉压杆的弹性应变能拉压杆的弹性应变能-6-6 拉压超静定问题及其处理方法拉压超静定问题及其处理方法-7-7 材料在拉伸和压缩时的力学性能材料在拉伸和压缩时的力学性能21 轴向拉压的概念及实例轴向拉压的概念及实例轴轴向向拉拉压压的的外外力力特特点点：外力的合力作用线与杆的轴线重合。一、概念一、概念轴向拉压的变形特点：轴向拉压的变形特点：杆

2、的变形主要是轴向伸缩，伴随横向 缩扩。轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向变粗。3轴向压缩，对应的力称为压力。轴向压缩，对应的力称为压力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。力学模型如图力学模型如图4工工程程实实例例二、二、56一、内力一、内力 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。力系的合成（附加内力）。2 内力内力 截面法截面法 轴力及轴轴力及轴力图力图7二、截面法二、截面法 轴力轴力 内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是

3、截面法。1.截面法的基本步骤：截面法的基本步骤：截开截开：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。代替代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用 在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。平衡平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来 计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力 对所留部分而言是外力）。82.轴力轴力轴向拉压杆的内力，用轴向拉压杆的内力，用N 表示。表示。例如：截面法求N。APP简图APP截开：截开：代替：代替：平衡：平衡：PAN9反映出轴力与横截面位置变化关系，较直观；确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置，即确定危险截面位置，为强度计算提供依据

4、。三、三、轴力图轴力图 N(x)的图象表示。的图象表示。3.轴力的正负规定轴力的正负规定:N 与外法线同向,为正轴力(拉力)N与外法线反向,为负轴力(压力)N 0NNN 11、许用应力：2、极限应力：3、安全系数：74解：变形量可能已超出了“线弹性”范围，故，不可再应用“弹性定律”。应如下计算：例例13 铜丝直径d=2mm，长L=500mm，材料的拉伸曲线如图所示。如欲使铜丝的伸长量为30mm，则大约需加多大的力P？由拉伸图知：(MPa)(%)75 一、钢的弹性模量一、钢的弹性模量E E200GPa200GPa，铝的弹性模，铝的弹性模量量E E71GPa71GPa。试比较在同一应力作用下，那种

5、。试比较在同一应力作用下，那种材料的应变大？在产生同一应变的情况下，那材料的应变大？在产生同一应变的情况下，那种材料的应力大？种材料的应力大？第五章第五章 练习题练习题76 二、由同一材料制成的不同构件，其许用二、由同一材料制成的不同构件，其许用应力是否相同应力是否相同?一般情况下脆性材料的安全系数一般情况下脆性材料的安全系数要比塑性材料的安全系数选得大些，为什么？要比塑性材料的安全系数选得大些，为什么？三、图示铝合金圆杆受轴向拉力三、图示铝合金圆杆受轴向拉力P P。已知材。已知材料的弹性模量料的弹性模量E E73GPa73GPa，泊松比，泊松比 。试求。试求当杆伸长量当杆伸长量 7mm7mm时，时，直径的减少量直径的减少量 ；P P力的大小。力的大小。77解解：四、图示支架，四、图示支架，ABAB为钢杆，横截面面积为钢杆，横截面面积 ；BCBC为木杆，横截面面积为木杆，横截面面积 。钢的许用应力。钢的许用应力 ，木材的许用拉应力，木材的许用拉应力 ，许用压应，许用压应力力 。试求支架的许可载荷。试求支架的许可载荷 。78 解：由平衡条件求得解：由平衡条件求得:AB杆与BC杆的许可轴力分别为：AB杆要满足强度条件，BC杆要满足强度条件，两杆的强度都应得到满足，故支架的许可载荷应取 P=101 KN7980