《机械基础》-拉伸和压缩
化工机械基础(第三版)第二章 直杆的拉伸和压缩
《化工设备机械基础》教程
例2-3 矩形截面的阶梯轴,AD段和DB段的横截面积为BC段横 截面面积的两倍。矩形截面的高度与宽度之比h/b=1.4,材料 的许用应力[ζ]=160MPa。选择截面尺寸h和b
A1
A3
N3
N1
1.87510 4 m 2
1.25 10 4 m 2
强度性能:抵抗破坏的能力,用ζs和ζb表示
弹性性能:抵抗弹性变形的能力,用E表示
塑性性能:塑性变形的能力,用延伸率δ和截面 收缩率ψ表示
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《化工设备机械基础》教程 2、铸铁拉伸的应力-应变图
灰铸铁ζb =205MPa
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《化工设备机械基础》教程 二、材料压缩时的力学性能 1. 低碳钢压缩时的应力-应变图
p
M
位于截面内的应力称为“剪应力”(Shear Stress)。
Δ T dT lim dA Δ A0 Δ A
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《化工设备机械基础》教程
3、拉伸和压缩时横截面上的应力
横截面上的正应力:
N A
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《化工设备机械基础》教程 五、 应力集中的概念
《化工设备机械基础》教程 第二章 直杆的拉伸和压缩 一、对变形固体作的三个假设
连续性假设 均匀性假设 各向同性假设 小变形假设
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《化工设备机械基础》教程 二、杆件基本变形
1、拉伸、压缩
2、弯曲
3、剪切
4、扭转
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3-1 拉伸与压缩ppt
目录
3-1 拉伸和压缩 3-2 剪切和挤压 3-3 圆轴扭转 3-4 直梁弯曲 3-5 组合变形
第3章 杠件的基本变形
3-1 拉伸与压缩
3-1
拉伸与压缩
前言
杆件: 在工程实际中,把长度远大于横截面尺寸的构件叫杆件。
变形: 杆件在外载荷的作用下可能会发生尺寸和形状的变化,称为变形。当外
d=50mm,试校核该拉杆的强度。
F
F
例2:如图所示,拉杆受最大拉力F=200KN,该拉杆的许用应力 =300MPa,要保证杆
件能够安全工作,拉杆的最小直径应为多少?
F
F
课堂总结
1.拉压概念:拉压杆受力、变形特点 2.拉压内力、应力:截面法求内;应力和强度关系
3.拉压杆的变形量和应力的关系 σ=E·Ɛ
F — Fn =0
F = Fn
(c)“代”
(a)“截” (b)“取”
课 堂练习
例3-1 如图所示,设一杆沿轴线同时受力F1,F2,F3的作用,其作用点分别为 A,B,C,求杆各截面上的轴力。
F1=3KN A
F2=1KN B
F3=2KN C
3-1
拉伸与压缩
二、拉伸与压缩的受力、变形特点
1、拉压概念
载荷超过一定限度时,杆件将被破坏。
内容: 本章研究内容为:杆件在外力作用下的变形规律及其抵抗破坏的能力。
变形简化: 可以把杆件变形简化为下列4种:
(1)轴向拉伸、压缩变形 (2)剪切、挤压变形
(3)扭转变形
(4)弯曲变形
3-1
拉伸与压缩
1 轴向拉伸或压缩
2 剪切
AHale Waihona Puke BABA
B
化工机械基础之直杆的拉伸和压缩
31
(1)延伸率
P
100%
L1 L 100% L
δ≥5%为塑性材料;δ<5%为脆性材料。
低碳钢:20-30%,铸铁:1%
(2)截面收缩率ψ 低碳钢:60%
A A1 100%
A
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反映材料力学性能的主要指标:
强度性能:抵抗破坏的能力,用σs和 σb表示
弹性性能:抵抗弹性变形的能力,用 E表示
L
L
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作业 P92 第7题中(c)(d)
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第二节 拉伸和压缩时材料的力学性能
一、拉伸和压缩试验 室温、静载(缓慢加载)、小变形等条件
金属标准试件,圆截面长试件标距L=10d; 短试件 L=5d,d=10mm。
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3、强化阶段、强度极限σb
经过屈服阶段以后,材料又 显示出抵抗变形的能力。这 时要使材料继续发生变形, 就必需继续增加外力,这种 现象称为材料的强化现象。 CD段称为强化阶段。强化阶 段的顶点D所对应的应力是 材料所能承受的最大应力, 称为强度极限,以 σb表示 Q235-Aσb =375- 500MPa
坐标纸上以横坐标表示ΔL,纵坐标表示P,画 出试样的受力与变形关系的曲线,这个曲线称 为拉伸曲线。
纵坐标P除以试样原有横截面面积,变换成应 力σ,横坐标ΔL 除以试样原长L,变换成应变 ε, σ-ε曲线就与试样尺寸无关,称为应力应变图,它直接反映了材料的机械性能。
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二、低 碳钢的 拉伸实 验及其 力学性 能
机械基础陈长生高职高专
二、圆轴扭转时横截面上的切应力 (一)圆轴扭转时横截面上应力分布规律 如图a所示,在圆轴表面上画出圆周线和纵向线,形成矩 形网格。在扭转小变形的情况下(图b),可以观察到下 列现象: 1)各圆周线均绕轴线相对地旋转了一个角度,但形状、 大小及相邻两圆周线之间的距离均未改变; 2)所有纵向线都倾斜了一微小角度 ,表面上的矩形网格 变成了菱形。
根据上述现象,可以推出这样的假设:圆轴扭转时,各 横截面像刚性平面一样地绕轴线转动。各横截面仍保持为 平面,其形状、大小都不变,各截面间的距离保持不变。
利用变形的几何关系分析应变的分布规律。
上式说明,横截面上任意点的剪应变 与该点到圆心的 距离 成正比。
根据剪切虎克定律,横截面上距圆心为 的任意点处的 剪应力 ,与该点处的剪应变 成正比,即
塑性变形阶段,试样产生的变形是不可恢复的永久变 形。该阶段又分屈服阶段(bc-塑性变形迅速增加)、强 化阶段(cd-材料恢复抵抗能力)和颈缩阶段(de-试样局 部出现颈缩)。应力σs称为屈服点,当零件实际应力达到 屈服点时,将会引起显著的塑性变形。应力σb称为抗拉强 度,当零件实际应力达到抗拉强度应力值时,将会出现破 坏。
式中,FQ是剪切面上的剪力;A是剪切面的面积。 为了保证零件安全可靠地工作,其强度条件为
式中, 为材料的许用切应力实验表明,许用切应力与许用 拉应力之间有如下关系: 塑性材料 [τ] =(0.6~0.8) [σ] 脆性材料 [τ] =(0.8~1.0) [σ]
(二)挤压强度实用计算 如图d所示为了计算简化,假定挤压应力是均匀分布
上述比例极限 、屈服点 和抗拉强度 分别是材料处于 弹性比例变形时和塑性变形、断裂前能承受的最大应力, 称为极限应力。
(二)许用应力 零件由于变形和破坏而失去正常工作的能力,称为失
机械基础》-拉伸和压缩
h
1
吊灯的铁链承受到吊灯给它的什么力?
h
2
摩托车的减震器承受着摩托车给它的什么力?
h
3
h
4
杆件受力的特点
力的作用线与杆件轴线重合 杆件变形是沿着轴线方向伸长或缩短
h
5
线为什么会有自我保护能力呢?
其实是内力在作怪!
h
6
轴向拉伸时的内力
h
7
内力随着外力的增大而增大,但内力的增大 是有限度的,当内力达到一定限度时,构件 就要破坏,所以内力与构件的强度是密切相 关的。
生 活 中 的 实 例
h
15
THANKS
h
16
h
10
RED
拉伸压缩的破坏实例
h
11
剪 切
当作用在构件两侧面上的合力大小相等,
方向相反,作用线平行且相距很近时,作
用力之间的各截面将沿力的方向发生错位,
称之为剪切变形
h
12
剪 切 破 坏 实 例
h
13
弯 曲
当杆件受到垂直与轴线的外力作用时,其轴线将 有直线变成曲线,这样的形变称为弯曲形变
h
14
h
8
RED
两根同样材料的,但直径大小不一样的铁丝,挂 上同样重的物体?请问那一个容易断?
答案:细铁丝更容易断
同一重的物体说明铁丝的内力一样 直径不一样说明铁丝的很截面积不一样
杆件破坏不取决于内力的大小,而是取决于单位 面积上的内力大小。我们把单想
内力大小一样,面积小的铁线所受的应力大,面积大 的铁线所受的应力小,当所受应力超过铁线的许用应 力时,铁线就会断裂
机械设计基础——轴向拉伸与压缩
L1 L 伸长率: 伸长率: δ = × 100 % L A A1 断面收缩率 : ψ = × 100 A L —试件拉断后的标距
1
%
L —是原标距 A1 —试件断口处的最小横截面面积 A —原横截面面积。
ψ 、 值越大,其塑性越好。一般把 δ ≥5%的材 塑性材料,如钢材、铜、铝等;把 δ <5%的 料称为塑性材料 塑性材料 材料称为脆性材料 脆性材料,如铸铁、混凝土、石料等。 脆性材料
σs
O
ε
铸铁拉伸时的力学性能
σ
σb
铸铁是脆性材料的典型代表。曲线没 有明显的直线部分和屈服阶段,无缩 颈现象而发生断裂破坏,塑性变形很 小。断裂时曲线最高点对应的应力值 称为抗拉强度 σ b 。铸铁的抗拉强度 抗拉强度 较低。 曲线没有明显的直线部分,应力与应 变的关系不符合虎克定律。但由于铸 铁总是在较小的应力下工作,且变形 很小,故可近似地认为符合虎克定律。 通常以割线Oa的斜率作为弹性模量E。
σ max
FN max = ≤ [σ ] A
应用该条件式可以解决以下三类问题: 校核强度 、设计截面 、确定许可载荷 。
例1: 某铣床工作台进给油缸如图所示,缸内工作油压p= p 2MPa,油缸内径D=75mm 2MPa D 75mm,活塞杆直径d=18mm,已知活塞杆 σ 材料的许用应力[ ]=50MPa [ ]=50MPa,试校核活塞杆的强度。 d
σ
]= ]=
σs
σ
ns σb
nb
n s、n b是安全系 数: n s =1.2~2.5 =1.2~ n b =2.0~3.5 2.0~
5 拉(压)杆的强度计算
强度计算: 强度计算: 应用强度条件式进行的运算。 为了使构件不发生拉(压)破坏,保证构件安 全工作的条件是:最大工作应力不超过材料 的许用应力。这一条件称为强度条件。 强度条件。 强度条件
机械设计基础 第2版 教学课件 ppt 作者 周玉丰 第4章 第4章
方法。
第 4章
截面法
基本步骤:
1. 用假想截面将构件分为两部分,取其一;
2. 将另一部分对保留部分的作用力用截面上
的内力代替;
3. 对保留部分建立平衡方程式,确定截面上 的内力。
第 4章
截面法
第 4章
4.3
轴向拉伸或压缩时的内力
4.3.1 轴向拉伸(压缩)的概念
第 4章
FN
FN1=FA=10kN FN2=10kN+40kN=50kN
x
FN3=20kN-25kN = -5kN FN4=20kN
3.画轴力图如图(c)。
第 4章
4.4 拉压杆横截面上的应力
4.4.1 应力的概念 内力在截面上分布的密集程度。
第 4章
平均应力
拉压杆横截面上的应力
p 压杆横截面上的应力
例 题 3
解: (1)求各段轴力
FN1=F1=120kN FN2=F1-F2 =120 kN-220 kN = -100kN
x
FN
FN3=F4=160 kN
(2)作轴力图 (图b)
第 4章
拉压杆横截面上的应力
例 题 3
(3)求最大应力
AB段
AB
FN1 12 104 N 75 MPa (拉应力) 2 A 1600 m m
总应力
p dp p lim A 0 A dA
正应力σ 切应力τ
第 4章
拉压杆横截面上的应力
应力的单位为“帕”,用Pa表示。 1Pa=1N/m2, 1kPa=103Pa=1kN/m2, 常用单位为兆帕MPa, 1MPa=106Pa=1MN/m2=1N/mm2,
轴向拉伸与压缩时强度计算说课稿详解
《机械基础》说课稿课题:轴向拉伸与压缩时杆件的强度计算一、简析教材(一)说教材本节内容选自栾学刚等主编的,由高等教育出版社出版的《机械基础》教材,本教材是中等职业教育课程改革国家规划新教材,经中等职业教育教材审定委员会审定通过的。
《机械基础》是一门综合性的技术基础课,其内容包括:《机械零件的精度》、《杆件的静力分析》、《直杆的基本变形》、《工程材料》、《连接》、《常用机构》、《机械传动》、《支承零部件》、《机械节能环保与安全防护》、《气液压传动》等十章内容。
研究的重点是机构和零件。
但各种机构和零件,如何决定其尺寸的大小,究竟采用什么材料来制造,又可采取何种办法来改善材料的性能,以满足生产的需要等问题,就需用力学知识和材料热处理知识来解决。
而材料力学研究是关键,其研究对象主要是等截面的直杆。
(二)简述本课内容本次课内容为《机械基础》第三章杆件的基本变形第三节内容。
杆件在外力作用下可能发生各种各样的变形,但归纳起来,有以下四种基本变形,即拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。
今天所讲的《直杆轴向拉伸与压缩时的强度计算》内容,是对杆件静力学分析的巩固,并且是后续课程内容的基础,因此本节知识将起到承上启下的作用,只有正确而灵活的运用这些知识,才能设计出体积小、重量轻、使用方便、灵活且可靠的机械结构来。
(三)教学内容的处理本次课是《机械基础》教材的第三章(直杆的基本变形)第三节内容,继前一章静力学之后,为材料热处理知识打基础。
材料基本变形这一章主要研究四种基本变形,而本次课要讲的轴向拉伸或压缩变形是最主要的变形。
结合教材和学生所具备的知识点与理解能力,决定把本章节内容按变形方式的不同分别讲解。
为了便于学生的理解和掌握。
本次课主要讲清轴向拉伸与压缩的强度计算为以后讲解其余三种变形和材料力学性能打好基础。
二、教学目标【知识目标】:(1)了解什么是材料的许用应力以及塑性材料和脆性材料许用应力的确定。
(2)通过本节课的学习使学生了解轴向拉伸与压缩变形时的强度计算公式。
机械基础——轴向拉伸与压缩时的强度计算
轴向拉伸与压缩时的强度计算
Hale Waihona Puke 教学目的1、理解许用应力的确定和安全系数的意义。
2、掌握轴向拉伸和压缩时的强度计算。
教学安排
组织教学
讲述新课
六、拉(压)杆的强度计算
1、极限应力、许用应力和安全系数一般把材料丧失工作能力时的应力称为极限应力。对于脆性材料,当正应力达到抗拉强度σb或抗压强度σbc时,会引起断裂破坏;对于塑性材料,当正应力达到材料的屈服点σs时,将引起显著的塑性变形。构件工作时发生断裂是不允许的;发生屈服或出现显著的塑性变形也是不允许的。所以,从强度方面考虑,断裂是构件的一种失效形式;同样,屈服或出现显著塑性变形也是构件失效的一种形式。
构件在动荷应力、交变应力或冲击载荷的作用下,应力集中将对材料的强度产生重大影响,且往往是导致构件破坏的根本原因,必须予以重视
作业
P105:27、29
由于工程构件的受载难以精确估计,以及构件材质的均匀程度、计算方法的近似性等因素,为确保构件的安全,应使其有适当的强度储备,特别是对因失效带来严重后果的构件,更应具有较大的强度储备。因此,工程中一般把极限应力除以大于1的系数n作为工作应力的最大允许值,称为许用应力,用[σ]表示,即
塑性材料[σ]=
脆性材料[σ]=
2、拉(压)杆的强度计算为了保证拉(压)杆安全可靠地工作,必须使杆内的最大工作应力不超过材料的许用应力,即
σmax= ≤[σ]
根据强度条件,可以解决三类强度计算问题:(1)强度校核;(2)设计截面尺寸;(3)确定许可载荷。
3、应用举例
七、应力集中的概念
试验研究表明,对于横截面形状和尺寸有突然改变,如带有圆孔、刀槽、螺纹和轴肩的杆件,当其受到轴向载荷时,在横截面形状和尺寸突变的局部范围内将会出现较大的应力,且其应力分布是不均匀的。这种因横截面形状和尺寸突变而引起局部应力增大的现象称为应力集中。
电子课件-《汽车机械基础(第二版)》-B24-1409 模块七 材料力学基础 课题二 拉伸与压缩
2.选择杆件截面尺寸
A N
[ ]
3.决定承载能力 N [ ]A
模块七 材料力学基础
一、填空题 1.受轴向拉伸或压缩的杆件,其受力特点是: ;基变形特点是:
。
2.构件在外力作用下,
称为应力;如果拉(压)杆的应力垂直横截
面,则该应力称为 ;应力的国际单位制为 。
3.拉(压)杆的原长L、变形后的长度L1和绝对变形 三者之间的关系式为
图7-2-2 拉伸(压缩)变形
模块七 材料力学基础
2.内力 对于所研究的构件来说,其他构件作用于其上的力均为外力。
构件受到外力作用而变形时,构件内部相连两部分的相互作用力称为 内力。内力的大小及其在构件内的分布方式会影响构件的强度、刚度 和稳定性,所以,正确分析内力是解决构件强度、刚度和稳定性问题 的基础。求解构件内力一般采取截面法。
LL(7-2-3)
对于拉杆, 为正值;对于压杆, 为负值。 为一无量纲的 量,通常用百有关拉伸或压缩的强度条件的应用
为了保证拉(压)杆不致因强度不够而破坏,必须 使其工作应力不超过材料的许用应力,即:
N [ ]
A
(7-2-4)
1.校核强度
N [ ]
;杆件的相对变形 的计算式为
。
模块七 材料力学基础
二、选择题 1.如图7-2-8所示三杆件尺寸、形状、材料均相同,所受载荷P的大小及方向也
都相同,只是作用点不同,则三根直杆的内力及变形情况为:( )。 A.三根直杆的内力相同 B.三根直杆的变形相同 C.三根直杆的内力及变形均各不相同
图7-2-8 杆件受力比较
模块七 材料力学基础
3.截面法求杆件的轴力
如图7-2-3所示,用截面假象地把杆件分成两 部分,以显示并确定内力的方法称为截面法。截 面法是杆件基本变形中求内力的普遍方法。截面 法求内力的步骤如下:
机械设计基础第2章拉伸与压缩
胡克定律
第五节 材料在拉伸和压缩时的力学性能 第六节 拉(压)杆的强度条件及其应用
概述
在静力学分析时,受力体是作为刚体来考虑的。
物体在载荷作用下应该有足够的强度、刚度和稳定
分析与计算是解决杆件强度、刚度和稳定性计算的基础。
直接利用外力计算轴力的规则 杆件承受拉伸(或压缩)时,杆件任一横截面上的轴力等 于截面一侧(左侧或右侧)所有轴向外力的代数和。外力背 离截面时取正号,外力指向截面时取负号。
截面法、轴力与轴力图
例2 钢杆上端固定,下端自由,受力 如图所示。已知l = 2m,F = 4 kN, q = 2 kN/m,试画出杆件的轴力图。
解:(1)计算D端 支座反力。由整体受力 图建立平衡方程:
Fx 0
FD F1 F2 F3 0
FD F2 F3 F1 14kN
(2)分段计算轴力 将杆件分为三段。用截面法截取如图b,c,d所示的研究对象,分 别用FN1、FN2、FN3替代另一段对研究对象的作用,一般可先假设 为拉力,由平衡方程分别求得:
第三节 应力的概念 拉(压)杆横截面上的应力
m
取左段: F n F FN` FN F F
Σ FX = 0
FN – F = 0 FN = F 取右段:FN `= F
轴力(内力) FN 是一个代数量,其正负与它在空间的方向无关。 而与它对杆件的作用方向有关。规定:杆件受拉伸(轴力方向 离开截面)时为正,受压缩(轴力方向指向截面)为负。
*轴力:由于外力的作用线与杆的轴线重 合,内力的作用线也必通过杆件的轴线并 与横截面垂直,故轴向拉伸或压缩时杆件 横截面上的内力称为轴力。
机械基础 第2章
8
应力:构件在外力作用下,单位面积上的内力。拉伸与压缩 时应力垂直于截面,称为正应力,记作σ。单位为帕,Pa。
式中
正应力的正负号规定为:拉伸时为正,压缩时为负。
伸(压缩)时金属材料的力学性能
金属材料的力学性能是指金属材料在外力作用下,其强度和变 形方面所表现出来的性能。它是强度计算和选用材料的重要依据。 通常按照标准把拉伸试样装夹在试验机上由实验来测定 ,如图2-8 所示。
26
二、圆轴扭转外力偶矩
为了利用截面法求出圆轴扭转时截面上的内力,要先计算出 轴上的外力偶矩。作用在轴上的外力偶矩一般不是直接给出,而 是根据所给定轴的传动功率和转速求出来的。
圆轴扭转外力偶矩的计算公式为:
27
三、圆轴扭转的变形
28
29
四、圆轴扭转的应力
圆轴扭转时横截面m-n上产生一个内力,该内力为一个力偶矩, 称为扭矩,用MT表示,如图2-30所示。
如图2-38所示。
40
梁在纯弯曲时,上下边缘处(到中性轴距离最大)正应力最大, 表达式如下:
(1)对于矩形截面
(2)对于圆形截面
(3)对于空心圆形截面
41
4.梁的强度 对于一般梁,影响强度的主要因素是弯曲正应力。因此,要
使梁有足够的强度,就应使梁内最大工作正应力不超过材料的许 用应力。
梁的弯曲强度条件:
⑶强化阶段: σb为抗拉强度; 工程中常用屈服点和抗拉强度作为材料的强度指标。 ⑷缩颈阶段:缩颈现象如图2-11所示。
13
2.低碳钢压缩时的力学性能 低碳钢压缩时的应力--应变曲线如图2-11所示。
14
3.铸铁拉伸(压缩)时的力学性能 如图2-12所示为灰口铸铁的拉伸、压缩应力—应变曲线,图
第2章 拉伸与压缩共145页
P
a´
b´
c´
d´
平面假设:原为平面的横截面在变形后仍为平面。
(直杆在轴向拉压时)
P
35
2. 拉伸应力: 由平面假设,各纵向纤维变形相同各纵向纤维受力相同正应力在横截面上均匀分布
FN
P
轴力引起的正应力 —— : 在横截面上均布。
静力关系 dFN lAi m 0 FAdN AddFNA
F NA d A A d A A
OA
B
C
D
PA
PB
PC
PD
FN1
A
B
C
D
PA
PB
PC
PD
解: 求OA段内力FN1:设置截面如图
Fx 0 F N 1 P A P B P C P D 0
F N 1 5 P 8 P 4 P P 0FN1 2P
N2 同理,求得AB、BC、 CD段内力分别为:
FN2= –3P FN3= 5P FN4= P
轴力图如右图 N 2P + – 3P
B
C
PB N3
PC C
PC N4
5P
+
P
D PD
D PD D PD
x
轴力图的特点:突变值 = 集中载荷 轴力(图)的简便求法: 自左向右:
遇到向左的P, 轴力FN增量为正; 遇到向右的P , 轴力FN增量为负。
8kN
5kN
3kN
5kN +
8kN
– 3kN
例题 2.5
内力
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)。
内力与变形有关
内力特点: 1、有限性 2、分布性 3、成对性
拉伸和压缩
§5-2 拉伸(压缩)时横截面上的内力——轴力
一、内力 二、内力的计算——截面法 三、轴力图
一、内力 1.定义
因外力作用而引起构件内部之间的相互作用 力,称为附加内力,简称内力。
2.类型
轴力——轴向拉、压变形时的内力,FN或N。 剪力——剪切变形时的内力,FQ。 扭矩——扭转变形时的内力,MT或T。 弯矩与剪力——弯曲变形时的内力,Mw与FQ。
铸铁等脆性材料抗拉 强度很低,不宜作为承拉 零件的材料。
二、压缩时的应力-应变曲线
1.低碳钢
低碳钢在压缩时的比 例极限σp、屈服极限σs和 弹性模量E均与拉伸时大 致相同。但在屈服点以后, 不存在抗拉强度。
2.灰铸铁
曲线无明显的直线部 分,因此只能认为近似符 合胡克定律。此外,也不 存在屈服极限。铸铁的抗 压强度远高于其拉伸时的 抗拉强度。
塑性材料和脆性材料主要区别:
(1)塑性材料断裂前有显著的塑性变形,还有 明显的屈服现象,而脆性材料在变形很小时突然断 裂,无屈服现象。
(2)塑性材料拉伸和压缩时的比例极限、屈服 极限和弹性模量均相同,其抵抗拉伸和压缩的能力 相同。脆性材料抵抗拉伸的能力远低于抵抗压缩的 能力。
塑性和脆性材料主要区别
(1)轴向拉、压变形
截面上的内力为轴力——与轴线重合。
(2)剪切变形
截面上的内力为剪力——与截面平行。
(3)扭转变形
截面上的内力为扭矩——作用在横截面内的内力偶。
(4)弯曲变形
截面上的内力为弯矩——作用在杆轴线平面内的内力 偶(剪力可略去)。
二、内力的计算——截面法
FN P 0
P FN 0
二、胡克定律
胡克定律——当杆横截面上的正应力不超过一 定限度时,杆的正应力σ与轴向线应变ε成正比。
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RED
拉伸压缩的破坏实例
剪 切
当作用在构件两侧面上的合力大小相等, 方向相反,作用线平行且相距很近时,作 用力之间的各截面将沿力的方向发生错位, 称之为剪切变形
剪 切 破 坏 实 例
弯 曲
当杆件受到垂直与轴线的外力作用时,其轴线将 有直线变成曲线,这样的形变称为弯曲形变
生 活 中 的 实 例
THANKS
RED
两根同样材料的,但直径大小不一样的铁丝,挂 上同样重的物体?请问那一个容易断?
答案:细铁丝更容易断
同一重的物体说明铁丝的内力一样
直径不一样说明铁丝的很截面积不一样
杆件破坏不取决于内力的大小,而是取决于单位 面积上的内力大小。我一想
内力大小一样,面积小的铁线所受的应力大,面积大 的铁线所受的应力小,当所受应力超过铁线的许用应 力时,铁线就会断裂
拉伸与压缩
吊灯的铁链承受到吊灯给它的什么力?
摩托车的减震器承受着摩托车给它的什么力?
杆件受力的特点
力的作用线与杆件轴线重合 杆件变形是沿着轴线方向伸长或缩短
线为什么会有自我保护能力呢?
其实是内力在作怪!
轴向拉伸时的内力
内力随着外力的增大而增大,但内力的增大
是有限度的,当内力达到一定限度时,构件 就要破坏,所以内力与构件的强度是密切相 关的。