《《第2章拉伸与压缩469212048》-精选课件（公开PPT）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《第2章拉伸与压缩469212048》-精选课件（公开PPT）（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,第2章 拉伸与压缩,2.1 概述 2.2 轴力和轴力图 2.3 截面上的应力 2.4 材料拉伸时的力学性能 2.5 材料压缩时的力学性能 2.6 拉（压）杆的强度条件 2.7 拉（压）杆的变形、胡克定律 2.8 拉、压超静定问题 2.9 装配应力和温度应力 2.10 拉伸（压缩）时的应变能 2.11 应力集中,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.1 概述,1）轴向拉压：作用
2、在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合，使杆件产生沿轴线方向的伸长或缩短。,P,P,P,P,2）拉压杆：以轴向拉压为主要变形的杆件。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.1 概述,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.1 概述,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.1 概述,内燃机的连杆,连杆,College o
3、f Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.1 概述,简易桁架,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,1）轴力：轴向拉压时，杆件横截面上内力的合力FN的作用线与杆件的轴线重合，该内力称为轴力。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,2）轴力正负号规定, 同一位置处左、右侧截面上内力 分量必须具有相同的正负
4、号。,轴力以拉为正，以压为负。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,3）求轴力的方法：截面法, 利用平衡关系的截面法, 利用向截面简化的截面法,S,轴力,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,4）轴力图：轴力沿杆件轴线变化的图形。一般以杆轴线为横轴表示截面位置，纵轴表示轴力大小。它能确定危险截面位置，为强度计算提供依据。, 计算杆件各段的轴力（截面法，平衡方程）, 绘轴力
5、图,a）拉力绘在横轴上侧，压力绘在横轴下侧； b）需表明轴力的正负，各段轴力的数值和单位； c）注意用突变关系（集中力作用面，轴力图发生突变）绘制或校核轴力图。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,例1：设一杆轴线同时受力P1，P2，P3的作用，其作用点分别为A、C、B，求杆的轴力。,P1=2kN,P1=2kN,S1=2kN,P2=3kN,P2 =3kN,P3=1kN,A,A,B,C,C,s1,s2,1 2,1,1,P1 =2kN,P2 =3kN,A,C,1 2,P3 =1kN,B
6、,2,B,S2,P3 =1kN,A,B,C,2kN,1kN,轴力图,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,如果杆件受到的外力多于两个，则杆件不同部分 的横截面上有不同的轴力。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,例2：作图示杆件的轴力图，并指出| FN |max,| FN |max=100kN,FN2= -100kN,FN1=50kN,College of Quality
7、 and Technology Supervision, Hebei University,2.2 轴力和轴力图,例3：作图示杆的轴力图。,FN,x,2kN,3kN,5kN,1kN,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,1）横截面上的应力,DFR,(M点的 合应力),正应力垂直于截面的应力,剪应力在截面内的应力,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力, 拉（压）杆横截面上的应
8、力,变形前,a）变形规律试验及平面假设,平面假设：原为平面的横截面在变形后仍为平面，纵向纤维变形相同。,受载后,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,b）正应力,轴力引起的正应力 在横截面上均布。,危险截面：内力最大的面，截面尺寸最小的面。 危险点：应力最大的点。,c）危险截面及最大工作应力,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,例：作图示杆件的轴力图，并求1-1、2-2、
9、3-3截面应力。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力, 圣维南原理：力作用于杆端的分布方式的不同，只影响杆端局部范围的应力分布，影响区的轴向范围约离杆端12个杆的横向尺寸。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,Colleg
10、e of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,2）斜截面上的应力,斜截面上既有正应力，又有剪应力，且应力为均匀分布。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,全应力：,正应力：,切应力：,=00时， max 450时， max=/2,正应力和切应力的正负规定：,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3
11、截面上的应力,切应力互等定理：二个相互垂直的截面上，剪应力 大小相等，方向相反。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.3 截面上的应力,例： 直径为d =1 cm 杆受拉力P =40 kN的作用，试求最大剪应力，并求与横截面夹角30的斜截面上的正应力和剪应力。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,1）材料的力学性能：材料在外力作用下表现出变形与破坏的特征。,即：材料从加载直至破坏
12、整个过程中表现出来的反映材料变形性能、强度性能等特征指标。比例极限、杨氏模量E、泊松比、极限应力等。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,2）低碳钢拉伸时的力学性能,试件和实验条件,常温、静载,国家标准金属拉伸试验方法（GB228-2002）,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,试件:,a)圆截面标准试件：,l=10d (10倍试件) 或 l=5d (5
13、倍试件),b)矩形截面标准试件(截面积为A）：,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,试验原理：,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能, 4个阶段：弹性阶段、屈服（流动）阶段、强化阶段、局部变形（颈缩）阶段。,明显的四个阶段,1、弹性阶段ob,比例极限,弹性极限,2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力）,屈服极限,3、强化阶段ce（恢复抵抗变形的能力）,强度极
14、限,4、局部变形阶段ef,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能, 2个塑性指标,断后伸长率,断面收缩率,为塑性材料,为脆性材料,低碳钢的,为塑性材料,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,塑性材料,脆性
15、材料,断裂前有很大塑性变形,断裂前变形很小,抗压能力与抗拉能力相近,抗压能力远大于抗拉能力,延伸率 5%,延伸率 5%,可承受冲击载荷，适合于锻压和冷加工,适合于做基础构件或外壳,材料的塑性和脆性会因为制造方法工艺条件的改变而改变,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能, 卸载定律及冷作硬化,1、弹性范围内卸载、再加载,2、过弹性范围卸载、再加载,材料在卸载过程中应力和应变是线形关系，这就是卸载定律。,材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,注意：,a）低碳钢的ss，sb都还是以相应的抗力除以试样横截面的原面积所得，实际上此时试样直径已显著缩小，因而它们是名义应力。,b）超过屈服阶段后的应变还是以试样工作段的伸长量除以试样的原长而得，因而是名义应变(工程应变)。,College of Quality and Technology Supervision, Hebei University,2.4 材料拉伸时的力学性能,3）其它材料拉伸时的力学性能
