轴向拉压内力教案
材料力学教案 第2章 拉伸、压缩与剪切
第2章拉伸压缩与剪切
教学目的:了解材料的力学性质;掌握轴向拉伸、压缩、剪切和挤压的概念;掌握轴向拉压时构件的内力、应力、变形的计算;熟练掌握剪切应力
及挤压应力的计算方法并进行强度校核;掌握拉压杆的超静定问题。教学重点:建立弹性杆件横截面上内力、内力分量的概念;运用截面法画轴力图;
掌握低碳钢的力学性质;掌握轴向拉伸和压缩时横截面上正应力计
算公式及其适用条件;掌握拉压杆的强度计算;熟练掌握剪切和挤
压的实用计算。
教学难点:低碳钢类塑性材料在拉伸过程中反映出的性质;许用应力的确定和使用安全系数的原因;强度计算问题;剪切面和挤压面的确定;剪切
和挤压的实用计算;拉压杆超的静定计算。
教具:多媒体。
教学方法:采用启发式教学,通过提问,引导学生思考,让学生回答问题。举例掌握轴向拉伸、压缩和剪切变形概念,通过例题、作业,加强辅导
熟练运用截面法,掌握轴力图的画法;建立变形、弹性变形、应变、
胡克定律和抗拉压刚度的概念;
教学内容:轴向拉伸和压缩的概念;强度计算;材料的力学性能及应力应变图;
许用应力与安全系数;超静定的计算;剪切概念;剪切实用计算;
挤压实用计算。
教学学时:8学时。
教学提纲:
2.1 轴向拉伸与压缩的概念和实例
1.实例
(1)液压传动中的活塞杆
(2)内燃机的连杆
(3)起吊重物用的钢索
(4)千斤顶的螺杆
(5)桁架的杆件
2.概念及简图
这些杆件虽然外形各异,受力方式不同,但是它们有共同的特点:
(1)受力特点:作用在杆件上的外力合力的作用线与杆件轴线重合,杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。(如果两个F 力是一对离开端截面的力,则将使杆发生纵向伸长,这样的力称为轴向拉力; 如果是一对指向端截面的力,则将使杆发生纵向缩短,称为轴向压力)。
第10讲 3.1 轴向拉伸和压缩时的内力
m
∑ Fx = 0 FN +F =0 FN = -F
例
⑴求 AB段的轴力 ∑ Fx = 0 FN1 – 6kN =0 (拉力) FN1 =6kN Fp1 ⑵求BC段的轴力 ∑ Fx = 0 -FN2 -4kN=0 (压力) Fp1 FN2 = -4kN
解:
A Fp2=10kN Fp1=6kN Fp =4kN Fp 1 3
正应力计算公式
dFN σ = dA FN:横截面上的轴力 A: 杆件横截面的面积
用 N , mm MPa 单位制
FN σ= A 注意单位
应力分布图
表示杆件横截面上应力分布规律的图形,称为应 力分布图,它反应截面上各点应力的大小和方向。 与轴力一样,正应力矢量σ的方向沿截面的法 线的方向:背离截面的正应力称为拉应力,规定为 正;指向截面的正应力称为压应力,规定为负,当 只强调正应力的指向和大小时,正应力可以用代数 量表示。
第三章 轴向拉伸与压缩
3.1 轴向拉伸和压缩时的内力
一、轴向拉伸与压缩的概念
轴向拉压变形 当作用于杆件上的 外力或其合 力的作用线与杆件的轴线重合时,杆件的变形特点 是沿着轴线方向的尺寸伸长或缩短,前者称为轴向 拉伸变形,后者称为轴向压缩变形,简称拉伸或压 缩。发生轴向拉伸或压缩变形的杆件称为拉杆或压 杆。 轴向拉伸或压缩变形时的内力称为轴力。用N表示。
1-0-绪论力的概念
建筑力学教学案-1
授课时间:
课题:了解力学发展史,力的概念课型: 新授
教学目标1.轴向拉压概念2。轴向拉压内力
教学重点:力的概念
教学难点:力的概念
知识结构:
绪论
一、《建筑力学》的研究对象
在建筑物中承受并传递荷载而起骨架作用的部分叫做建筑结构,简称结构。组成结构的单个物体叫构件。构件一般分三类,即杆件、薄壁构件和实体构件。在结构中应用较多的是杆件。
对土建类专业来讲,《建筑力学》的主要研究对象就是杆件和杆件结构。
0.《建筑力学》的主要研究对象就是建筑结构。
1.结构: 在建筑物中承受并传递荷载而起骨架作用的部分。
2.构件: 组成结构的单个物体。构件一般分三类,即杆件件、薄壁构件和
实体构件。在结构中应用较多的是杆件件。
二、《建筑力学》的主要任务
《建筑力学》的任务就是为解决安全和经济这一矛盾提供必要的理论基础和计算方法。
三、《建筑力学》的内容简介
第一部分讨论力系的简化、平衡及对构件(或结构)进行受力分析的基本理论和方法;第二部分讨论构件受力后发生变形时的承载力问题。为设计即安全又经济的结构构件选择适当的材料、截面形状和尺寸,使我们掌握构件承载力的计算。第三部分讨论杆件体系的组成规律及其内力和位移的问题。
四、《建筑力学》的学习方法
《建筑力学》是土建类专业的一门重要的专业基础课,学习时要注意理解它的基本原理,掌握它的分析问题的方法和解题思路,切忌死记硬背;还要多做练习,不做一定数量的习题是很难掌握《建筑力学》的概念、原理和分析方法的;另外对做题中出现的错误应认真分析,找出原因,及时纠正。
引言
同时作用在物体上的一群力,称为力系。
2020工程力学教案(项目三 杆件拉伸与压缩)4课时
教案首页
承受压力作用的细长杆,如千斤顶的螺杆、内燃机的挺杆等,应始终维持原有的直线平衡状态。
3、弹性变形和塑性变形
当外力消除后,变形也随之消失,这种变形称为弹性变形;外力消除后,变形不能完全消失而留有残余,这种残余部分的变形称为塑性变形。
4、材料力学中对变形固体所作的假设有:
(1)连续性假设
假设在变形固体所占有的空间内连续不断地充满了物质,物质之间毫无空隙。
(2)均匀性假设
材料在外力作用下,在强度和刚度方面所表现出的性能称为材料的力学性能。所谓的均匀性假设,是假设材料内部均匀地充满了物质,材料的力学性能在各处都是相同的。
(3)各向同性假设
认为材料沿各个方向的力学性质是相同的。
(4)弹性假设
构件在外力作用下将发生变形,当外力不超过一定限度时,绝大多数构件在外力撤销后均能恢复原状。这种当外力撤销后能自动恢复的变形称为弹性变形。
当外力超过某一限度时,即使撤销外力,也只能有一部分变形可以恢复,还有一部分变形残留下来,这称为塑性变形。
所谓小变形假设,是构件在外力作用下的变形远远小于构件的原始尺寸。
5、杆件变形的基本形式:
步骤分配理念
15 5
常见的杆件变形有拉伸与
压缩、剪切与挤压、圆轴扭转、
弯曲变形。
6、轴向拉伸与压缩的概念
若杆件所承受的外力或外
力合力作用线与杆轴线重合的
变形,称为轴向拉伸或轴向压
缩。
本章学习的重点内容就是
轴向拉伸与压缩。
7、完成随堂测试
并结合讲授
法,提问法,
最后采用答
疑,总结。
6、采用讲授
法,通过加强
课堂管理、课
堂提问等环节
提高学生学习
效果。
7、教师设置课
中测内容,并
讲解题目,了
3.1轴向拉伸和压缩时的内力.
§3—1 轴向拉伸和压缩时的内力
一、 轴向拉伸和压缩的概念 沿杆件轴线作用一对大小相等、方向相反的外力,杆件将发生轴向伸长(或缩短)变形,这种变形称为轴向拉伸(或压缩)。(图3-1a 、b )。产生轴向拉伸或压缩的杆件称为拉杆或压杆。
图3-1a
图3-1b
二、 用截面法计算轴向拉(压)杆的内力
内力指杆件本身一部分与另一部分之间的相互作用力。 要确定杆件某一截面中的内力,可以假想地将杆件沿需求内力的截面截开,将杆分为两部分,并取其中一部分作为研究对象。此时,
截面上的内力被显示了出来,并成为研究对象上的外力。再由静力平衡条件求出此内力。这种求内力的方法,称为截面法。
现以图3-2a 所示拉杆为例确定杆件任一横截面mm 上的内力。运用截面法,将杆沿截面mm 截开,取左段为研究对象(图3-2b )。考虑左段的平衡,可知截面mm 上的内力必是与杆轴相重合的一个力N
,且由平衡条件
∑=0X 可知P N =,其指向背离截面。若取右
段为研究对象,如图3-2c 所示,同样可得出相同的结果。
图3-2a
图3-2b
由此可知,轴向拉压杆件的内力是与轴线重合的力,故称它为轴力,用N 表示。当杆件受拉时,轴力为拉力,其方向背离截面;当杆件受压时,轴力为压力,其方向指向截面。规定:拉力用正号表示,压力用负号表示。
轴力的单位为N 或KN 。
例3-1杆件受力如图3-3a 所示,在力321P P P 、、作用下处于平衡状态。已知KN P 81=,
KN P KN P 21032==,,求杆件AB 和BC 段的轴力。
图3-3a
图3-3b
第05章轴向拉压杆件
• 例5-3 图示圆截面杆,直径d=20mm,承受轴向荷载 F=30kN的作用。已知材料的屈服应力σs=235MPa,安全因 数n=1.5。试校核该杆的强度。
解:由式(5-6)计算材料的许用应力: 计算杆件横截面上的正应力:
满足强度条件!
• 第四节 应变和变形
• 一、应变
• 杆件的几何尺寸和形状在荷载作用下发生的改变称之为 变形。
• ③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 所留部分而言是外力)。
FN F F
F
m
F
m
FN
∑Fx=0, FN-F=0, FN=F 3. 轴力图
F
• 例5-1 一阶梯杆所受荷载如图,试作杆的轴力图。
FN1=50kN
50
FN图(kN)
• 由于杆件的变形使得杆件上各点的位置发生改变称之为 位移。
设单元体沿x方向的边长为Δx, 变形 后的改变量为Δδx(即变形),改变量除 以边长得到x方向单位长度的变形,称为 该边长的平均应变,其极限值即为线应变 (正应变):
二、轴向拉(压)变形和胡克定律
1. 拉(压)杆的纵向变形
长为 l 的等直杆,在轴向力作用下,伸长了: Δl=l1-l 线应变(拉时为正,压时为负): 2. 拉(压)杆的横向变形
b´
c´
第2讲 轴向拉压杆的内力和应力 ----说课
4.截面法求解轴向拉伸与压缩杆的斜截面上的内力。
变形特点:杆件产生沿轴线方向的伸长或缩短。
拉伸
F
F
压缩
F
F
பைடு நூலகம்
展开分析
m F m F FN FN F
x
1、截面法求内力
F (1)假想沿m-m横截面将
杆切开 (2)留下左半段或右半段 (3)将弃去部分对留下部分 的作用用内力代替 (4)对留下部分写平衡方程 求出内力即轴力的值
F
0
FN F 0 FN F
实例讲解
例题2.1
A
1 B 1 F2 FN1
2 C 2
3 D
已知F1=10kN;F2=20kN; F3=35kN;F4=25kN;试 画出图示杆件的轴力图。 F4 解:1、计算各段的轴力。 AB段
F1 F1 F1
F3 3
F F
x
x
0
FN1 F1 10kN
FN2
BC段 F4
25 CD段
教学重难点
教学重点
应用截面法计算杆的
内力和应力。
教学难点
轴力图的绘制。
课程设计
内 容 引 入 概 念 解 析
设计方案
展 开 分 析 实例讲解 总 结
引入实例
轴向拉伸与压缩的概念和实例
内燃机燃气爆发冲程中的连杆、进排气顶杆
建筑工程技术《教案8-截面法与轴向拉(压)》
山东商业职业技术学院教师授课教案
教案纸
2、应力分类
对应力p进行力的投影节知识直角三角形的三角函数
(1)正应力σ
垂直截面的应力
拉应力为正压应力为负
(2)剪应力τ
垂直截面的应力
绕隔离体顺时针转动为正绕隔离体逆时针转动为负
轴压(拉)的概念
一、概念
受力特点:力沿着杆件轴线方向
变形特点:杆件沿着轴线方向伸长或者缩短
二、工程案例
屋架、桁架式桥梁、网架、圆形水池
轴压(拉)内力与应力
一、内力
粉笔受拉
轴力教案
温岭市职业中专电子教案格式
【课题】轴向拉、压杆的内力——轴力
【教学目标】1、理解内力的概念;2、掌握轴向拉(压)杆的轴力计算。
【教学重点】轴向拉(压)杆的轴力计算。
【教学难点】轴力的理解
【教学准备】课件、直杆、橡皮条
【教学时间】45分钟
【教学方法】演示法、讲授法、讲练结合
【教学过程】
环节时间内容(教什么)师生互动(怎么教)设计意图(为
什么)
导入
揭题
5
通过实验认识轴
向拉伸和压缩现
象
师:我用手拉橡皮条,大家来说说橡皮
条的变形特点?
生:伸长、横截面变细。
师:说出橡皮条的受力特点。
显示课件拉伸图片
生:橡皮条受到一对大小相等、方向相
反的力,并且在一直线上。
师:那我们来拉杆件,是不是有同样效
果,只是变形不明显;再来说说用力压
杆的现象和受力特点,看图片。
师:看图片指出哪些杆件是属于轴向拉
伸,哪些杆件是属于轴向压缩。
板书:第三章轴向拉伸和压缩
通过学生的观
察和感受得出
轴向拉伸和压
缩概念。
新授
课程
25
~
30
一、内力的概念由两个同学来试拉橡皮条,分别说出橡
皮条的受力特点。
板书:1、内力:由外力(或外部因素)
引起的杆件内各部分间相互的作用力
称为内力。
师:如果手的拉力加大,橡;皮条就会
被拉得更长,这时内力(橡皮条拉手的
力)也会增大;当手的拉力取消时,内
力也会消失,可见内力是由外力引起
的,它随着外力的改变而改变。但内力
不能随外力无限增大,当外力增大到赶
件不能承受时,大家说,杆件会发生什
么现象?对,杆件被拉断或压断。工程
中,为了保证受拉(压)杆不致被拉(压)
断,必须先计算出的杆件的内力。
让学生通过亲
身体验感觉到
机械基础教材第二章机强度与刚度知识教案
第二章强度与刚度教案
2.1直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析
2.2拉伸与压缩时材料的力学性能
【章节名称】
直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析拉伸与压缩时材料的力学性能
【教学目标】
一、知识目标
1.了解拉压变形、内力的概念,了解截面法求内力、应力的方法;
2.理解拉压时材料的力学性质。
二、能力目标
通过做低碳钢拉压时的力学性质实验,培养动手能力。
三、素质目标
1.理解截面法求内力的基本方法。
2.理解拉压材料的力学性质,培养实践能力。
四、教学要求
1.了解拉、压内力概念,理解截面法求内力。
2.理解拉压材料的力学性质。
【教学重点】
1.拉压、内力概念,截面法求内力。
2.理解拉、压材料的力学性质
【难点分析】
材料拉、压时的力学性能。
【教学方法】
教学方法:讲练法、演示法、讨论法。
【教学资源】
机械基础在线开放课程.“中国职教MOOC”频道,高等教育出版社。
【教学安排】
4学时(180分钟)
教学步骤:讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、讲授中穿插练习与设问,最后进行
【教学过程】
一、复习旧课
二、导入新课
作用于构件上的外力形式不同,构件产生的变形也不同。把构件的变形简化为四种基本变形。拉压、剪切、扭转、弯曲。
三、新课教学
(一)直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析
1.拉伸与压缩时的变形特点
杆件受拉伸与压缩时必定产生伸长或缩短的变形。如教材图2-7所示。
2.内力与截面法求应力
内力杆件受拉伸或压缩时,杆件材料内部产生阻止变形的抗力。内力是由外力引起的构件内部一部分对另一部分的作用力。
截面法假想地将杆件截开,以求的内力大小的方法。用力学平衡方程方法求出内力的大小。用截面法求内力的过程为:切、取、代、平。
轴向拉伸和压缩时横截面上的内力.
轴向拉伸和压缩时横截面上的内力
教学目标
一、知识目标
1.外力、内力及相互的关系。
2.轴向拉伸和压缩时横截面上的内力。
3.轴向拉伸和压缩时横截面上的内力的计算方法-----截面法。4.绘制各截面的轴力图。
二、能力目标
在理论力学的基础上,学会在材料力学中分析构件的内力,为分析材料的力学性能打好基础。培养学生灵活分析和解决问题的能力。
三、德育目标
培养学生辩证唯物主义观点,安全操作和生产的重要性及明确具体问题具体分析的思维能力。
教学重点
1、外力与内力的关系;
2、轴向拉伸和压缩时横截面上的内力;
3、截面法;
4、绘制各截面的轴力图。
教学难点
1.轴向拉伸和压缩时横截面上的内力;
2.截面法。
教学方法
讲练法、归纳法、课件演示。
教学用具
计算机、投影仪、弹簧拉力器、构件等。
教学课时
2学时。
教学步骤
一、复习旧课,导入新课
1.以提问的方式,让学生回答力的定义,力的效应,力的相互作用,物体受力分析的方法,拉伸和压缩时构件的受力特点和变形特点。
2.学生回答问题后,老师进行评价和纠正。
3.新课引入:通过理论力学中已学习的外效应(外力)引出材料力学中将要学习的内效应(内力);通过理论力学中已学习的物体受力分析的方法(隔离法)引出材料力学中将要学习的内力的求法截面法;通过生活和工程中的具体例子,如弹簧拉力器,连接螺栓、起重机支褪等所运用的力学原理引出本节课。
二、新课教学
(一)用投影片出示本节课的学习目标:
1.外力与内力的关系。
2.轴向拉伸和压缩时横截面上的内力。
3.轴向拉伸和压缩时横截面上的内力的计算方法-----截面法。
拉压杆的内力(专业教育)
力集度. (工程构件,大多数情形下,内力并非均匀分
布,集度的定义不仅准确而且重要,因为“ 破坏” 或“失效”往往从内力集度最大处开始。)
F1
应力就是单位面
F2
积上的内力?
应力是内力的分布;
F3
内力是应力的合力。
特备F参n考
14
F1
P
DF
σ
ΔA
P DF DA
特备参考
9
例题
A
F1 F1 F1
N kN
1 B 2 C 3D
已知F1=10kN;F2=20kN; F3=35kN;F4=25kN;试画
1 F2
2
F3
3
F4
出图示杆件的轴力图。 解:1、计算各段的轴力。
N1
AB段 X 0
F2 N3
10
N2
N1 F1 10kN
BC段
X 0 N 2 F2 F1
表4-1 烧结普通砖和烧结多孔砖砌体的抗压强度设计值
砖强度等级 M15
Mu30
3.94
Mu25
3.60
Mu20
3.22
Mu15
2.79
Mu10
—
砂浆强度等级
M10
M7.5
M5
3.27
2.93
2.59
第2章轴向拉压
第二章轴向拉伸和压缩§2-1 引言
此类受轴向外力作用的等截面直杆称为拉杆或压杆。
受力特点:直杆受到一对大小相等,作用线与其轴线重合的外力F 作用。
变形特点:杆件发生纵向伸长或缩短。
F F F F 一、轴向拉压杆的受力特点、变形特点
二、轴力及轴力图
Ⅰ、内力
内力——由于物体受外力作用而引起的其内部
各质点间相互作用的力的改变量。
F F F F
根据可变形固体的连续性假设可知,物体内部相邻部分之间的作用力是一个连续分布的内力系,我们所说的内力是该内力系的合成(力或力偶)
求内力的一般方法——截面法
(1)截开;(2)代替;(3)平衡。步骤: F
F
m
m (c) F N (a) F
F m m (b) m m F N x 二、轴力及轴力图
Ⅰ、内力---轴力
可看出:杆件任一横截面上的内力,其作用线均与杆件的轴线重合,因而称之为轴力,用记号F N 表示。
F F +=N F
F m
m (c)
F N (a) F
F m m (b) m m F N x
引起伸长变形的轴力为正——拉力(背离截面);引起压缩变形的轴力为负——压力(指向截面)。轴力的符号规定:
F F +=N F
F m
m (c)
F N (a) F
F m m (b) m m F N x
F
F -=N F N m
m
(c) F N (a) F
F m m (b) m
m F x F
若用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置,用垂直于杆轴线的坐标表示横截面上轴力的数值,所绘出的图线可以表明轴力与截面位置的关系,称为轴力图。F
F F N 图F F F
F N 图
F
注意:
用截面法法求内力的过程中,在截面取分离体前,作用于物体上的外力(荷载)不能任意移动或用静力等效的相当力系替代。
建筑工程力学教程:3.2轴向拉压时的内力
例3-4 作图示杆件的轴力图
1 60kN
2 40kN
3 30kN
50kN
1
B2 C D 3
E
A
60 50
+ 20
轴向拉伸和压缩
FN1 0 FN2 60kN FN3 50kN
FN 图(kN)
3.3轴向拉伸和压缩时的应力及强度条件
一、轴向拉(压)杆的应力 二、轴向拉压杆的强度条件及强度计算
一、轴拉压杆的应力
4kN
5kN 1.作轴力图
A
N (kN)
B
5 +
C
2.求各段横截面
上的应力
AB段:
AB
F NAB A
4 103 50 50
—
4
BC段: 1.6MPa
BC
F NBC A
5 103 50 50
2MPa
一、轴拉压杆的应力
2、斜截面上的应力
有时拉(压)杆件沿斜截面发生破坏。
因此,需要确定斜截面上的应力。
CD段:
Fx 0 4 FN3 0 FN3 4kN
2)画轴力图
FN
6
(kN)
+
A
AB段:FN1=6kN(拉) BC段:FN2=- 4kN(压)
CD段:FN3=4kN(拉)N
6
4
4
B
第六章轴向拉(压)杆及受扭杆的内力计算
或
-
泊松比μ是一个无单位的量。它的值与材料有关,可由 实验测出。
轴向拉伸和压缩
三、胡克定律
当杆内应力不超过材料的某一极限值(“比例极限”)
时
FN l l A
引进比例常数E
FN l l EA
——胡克定律。
E称为材料的弹性模量,可由实验测出。量纲与应力相同。 从式可推断出:对于长度相同,轴力相同的杆件,分母 EA越大,杆的纵向变形△l就越小,可见EA反映了杆件抵抗 拉(压)变形的能力,称为杆件的抗拉(压)刚度。
轴向拉伸和压缩
wk.baidu.com
FN l l ——胡克定律。 EA
若将上式的两边同时除以杆件的原长l,并将代入,于是
得
E
或 E
表明:在弹性范围内,正应力与线应变成正比。比例
系数即为材料的弹性模量E。
轴向拉伸和压缩
例5-2 一矩形截面钢杆,其截面尺寸 b×h=3mm×80mm,材料的E=200GPa。经拉伸试验测得: 在纵向100mm的长度内,杆伸长了0.05mm,在横向60mm的 高度内杆的尺寸缩小了0.0093mm,试求:⑴ 该钢材的泊松 比;⑵ 杆件所受的轴向拉力FP。 解:(1)求泊松比。 求杆的纵向线应比ε
轴向拉伸和压缩
Ⅰ
(1)截开
FP
m
Ⅱ FP
工程力学第7讲 轴向拉压内力、应力
(1)举例 )
m
P
m
P
FN FN
x
P
用截面法将杆件分成左(右)两部分,利用 x 轴方向的平衡可得 :
∑F
x
= 0 ⇒ FN − P = 0 ⇒ FN = P
结论 因P力的作用线与杆件的轴线重合,故,由杆 力的作用线与杆件的轴线重合, 力的作用线与杆件的轴线重合 件处于平衡状态可知,内力合力的作用线也必然与 件处于平衡状态可知, 杆件的轴线相重合。 杆件的轴线相重合。
FN2 FN3
55kN
∑F
x
= 0 ⇒ FN 3 + 55 − 40 − 10 = 0
10kN
40kN
⇒ FN 3 = −55 + 40 + 10 = −5kN ( 压 )
FN = ∑ F// 轴
一侧
FN4
FN 4 = 20kN 10 + 40 - 55 + 25 ( 拉 ) =
20kN
轴向拉压杆的内力----轴力与轴力图 §6-2 轴向拉压杆的内力 轴力与轴力图
Mechanic of Materials of
轴向拉压杆的内力----轴力Βιβλιοθήκη Baidu轴力图 §6-2 轴向拉压杆的内力 轴力与轴力图
例2 作法图示构件的轴力图
FN 1 = R = 10kN ( 拉 ) FN 2 = 10 + 40 = 50kN ( 拉 )
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(1)杆件受到两个及以上的轴向外力作用时,称多力杆。
(2)在计算杆的内力时,不能运用力的可传性原理
(3)无载区内力值为常数
三、轴力图
由练习知,杆件横截面上的内力在不同的区域值不同,为表明各截面上的轴力,采用轴图
(1)定义
表明沿杆长各横截面轴力变化规律的图形
(2)坐标的建立
以平行于杆轴线的坐标轴为X轴,表示各横截面的位置
导入新课:
前面我们介绍了单一杆件有四种变形式其分别为轴向变形、剪切、扭转、弯曲(学生集体回答)
下面我们开始研究轴向变形。
讲授新课:
一、轴向拉压杆的受力及变形
1、受力与变形
沿杆件轴线方向作用一对大小相等、方向相反的外力,杆件将发生轴向伸长或缩短的变形,称为轴向变形
放映幻灯片展示定义及受力、变形特点
2、分类
凡沿轴线方向伸长,横截面变窄称轴向拉杆
凡沿轴线方向缩短,横截面变大称轴向压缩
3、工程上的应用
拉压杆在工程上的应用较多,如常见三角形屋架内的上下弦杆、腹杆;塔式起重机支架等。
二、内力(轴力N)的计算
1、定义
力的作用线与杆件轴线相重合的内力称为轴力
2、截面法求轴力
3、 例1、放映幻灯片展示一拉杆的受力、脱离体受力图及求解步骤
1
P P
1
轴力的正负号:
是根据杆件的变形情况而定的,当杆件受拉而伸长时,轴力N背离截面取正号;反之取负号。
教
学
过
程
3、截面法求轴力的步骤
(1)切开:在需求力的截面处假设将截面切成两部分
(2)取脱离体:取其中一部分为研究对象,画受力图
(3)平衡:对脱离体列平衡方程,求内力
课堂练习1:
P95思考题2 3—1a
课堂练习3:
P95思考题3 3—1b
结论:
内力的大小只与外力及作用位置有关,而与杆件所用的材料及截面形式、尺寸无关
小
结
1、用截面法求轴力的具体步骤
2、轴力图的用法
作业
P95思1 3—2a
建筑力学教案(授课人:庄福明)
课题
轴向拉压杆的内力
教学目的
1、掌握轴向拉压杆的变形特征2、掌握其内力的计算3、了解轴向拉压杆在的应用
教学重点
1、轴向拉压杆的定义2、内力的计算3、轴力图的画法
教学难点
用截面法计算内力
教具
计算机、投影仪
课型
新
教法
讲、练
教
学
过
程
复习提问:
何为内力,采用什么方法求解?
答:由外力引起的,在Baidu Nhomakorabea件内部产生的相互作用力。用截面法求。
以垂直于杆轴线的坐标轴为N轴,表示各横截面上的轴力
轴力为正画在X轴上方,反之画在下方
(3)例2、放映幻灯片展示一杆的受力、脱离体受力图、求解步骤及轴力图的作法
课堂练习2:
P95 3---2b
(4)求轴力的规律表达式
N=∑P
截面上的轴力等于截面一侧所有轴向力的代数和,当轴向力的方向同轴力的方向相反时,用“+”号;反之用“-”号