材料力学第二章.ppt

2.1 杆的内力和应力 工程结构中经常遇到承受拉伸和 压缩的直杆，如内燃机中的连杆(图a)、 液压千斤顶的顶杆(图b)、桁架中的杆 件、起吊重物的钢索和厂房的立柱等， 均为受拉伸或压缩杆的实例。这些杆 件的受力特点是：外力(或外力的合力) 的作用线与杆件的轴线重合；变形特 点是：杆件产生沿轴线方向的伸长或 缩短，如图2-3所示。; ;精品资料; 你怎么称呼老师？ 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你是否会认为老师的教学方法需要改进？ 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ 教师的教鞭 “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我笨，没有学问无颜见爹娘 ……” “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”;; （1）定义： 指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间相互作用力（附加内力）。;;; ③平衡 ;轴力的正负规定: ;[例1] 图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、4P、P 的力，方向如图，试画出杆的轴力图。;同理，求得AB、BC、CD段内力分别为： ; [例2]直杆在A、B、C、D面中心 处受到外力6kN、10kN、8kN、4kN 的作用，方向如图a所示，求此杆 各段的轴力，并作轴力图。 解：分段计算各段内的轴力： (1)AB段 用截面1-l假想将杆截开， 取左段进行研究，设截面上的轴力 FN1为正方向，受力如图b所示，由 平衡条件得 FN1-6kN=0， FN1=6kN(拉力) ; (2)BC段 用截面2-2假想将杆截开，取截 面左段进行研究，设FN2为正向，受力图c所 示，由平衡条件得 FN2+10kN－6kN =0， FN2=－4kN(拉力) 所得结果为负值，表示所设FN2的方向与 实际方向相反，即FN2为压力。 (3)CD段 用截面3-3假想将杆截开，取截面 右段进行研究，设FN3为正，受力如图d所示， 由平衡条件得 FN3 － 4kN=0， FN3=4kN(拉力) 由以上结果，可绘出轴力图(图e)。;;; ; ;从平面假设可以判断：; ;应力的单位：Pa (帕斯卡）; [例3]一阶梯轴载荷如图所示，AB段 直径d1=8mm，BC段直径d2=10mm， 试求阶梯轴各段横截面上的正应力。　　　 解：(1)计算轴各段内的轴力。由截 面法求出轴AB段、BC段的轴力分别 为FN1=8kN(拉力)，FN2=–15kN(压力) 画轴力图，如图b所示。 (2)确定正应力。AB段横截面面积为 ，BC段横截面面积为 ，根 据式(2-1)，AB段横截面上的正应力为;第二章 轴向拉伸与压缩 ;　　杆端应力分布 ;应力非均布区 应力均布区 应力非均布区 ; ; ; 2.2 杆的变形 ;2.横向变形;4.胡克定律 ; [例4]钢制阶梯轴如图a所示，已知轴 向外力F1=50kN;F2=20kN；各段杆长为 l1=l2=0.24m，l3=0.3m；直径d1=d2=25mm， d3=18mm；钢的弹性模量E=200GPa，试 求各段杆的纵向变形和线应变。 解：(1)求如图a所示截面l-1、 2-2、3-3的轴力，得到 FNl=-30kN， FN2=FN3=20kN 画轴力图，如图b所示。; (2)计算各段杆的纵向变形;(3)计算各段杆的线应变;;;讨论题;2.3 材料在轴向拉伸和压缩时的力学性能;试验设备 （1）微机控制电子万能 试验机 （2）游标卡尺;试验设备 ; ;2.低碳钢拉伸 曲线 ;屈服阶段（bc 段）; 强化阶段（ ce 段）;缩颈阶段（ef 段）;第二章 轴向拉伸与压缩 ;3.卸载规律与冷作硬化现象;卸载与再加载规律;4.材料的塑性指标 ;6.铸铁拉伸时的力学性能 ;7.材料在压缩时的力学性能 ;金属材料压缩时的力学性能; 铸铁压缩 曲线;灰口铸铁压缩;;第二章 轴向拉伸与压缩;保证拉压杆不致因强度不够而破坏的条件; [例5]