构件的强度与刚度讲解
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2.3.2 内力与截面法
• 内力的概念
P
材料力学所指的内
力,是指在外力作用
下存在于构件内部
P
的各质点之间、构
件这一部分和另一
N
部分之间的相互作
用力。
强度与刚度
C P
C
P
N
+
x
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
2.2 杆件的基本变形形式
强度与刚度
• 材料力学的研究对象—杆件
杆件是指一个方向的尺寸远大于另两个方向的尺 寸的构件。
典型的杆件有轴、连杆、梁。
杆件的与其长度方向垂直的截面称为横截面；横 截面形心的连线称为轴线。
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
2.3.3 应力的概念
强度与刚度
工程上常用单位面积 上的内力大小来判断 构件的危险程度；即 有单位面积上的内力 称为应力。
N
A
N—横截面上的内力，单位为N（牛顿）； A—横截面的面积，单位为m2；
—横截面上的正应力，单位为Pa，1Pa=1N/ m2
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
Nanjing University of Science & Technology
2 构件的强度与刚度
强度与刚度
2.1 构件材料的要求与假设 2.2 构件的基本变形形式 2.3 拉伸与压缩 ★ 2.4 剪切与挤压 2.5 圆轴的扭转 2.6 梁的平面弯曲 2.7 组合变形的强度计算
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
强度与刚度
《机械设计基础》 —构件的强度与刚度
段齐骏 南京理工大学设计艺术系
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
2.1 构件材料的要求与假设
强度与刚度
• 构件材料的相关要求
在任何外力(载荷)作用下,零件不允许发生破坏； 材料抵抗破坏的能力，称之为强度。 在任何外力(载荷)作用下,零件不可发生过大的变 形；材料抵抗变形的能力，称之为刚度。 在任何外力(载荷)作用下,零件应保持原有形式下 的平衡；材料保持原有平衡形式的能力，称之为 稳定性。
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
Nanjing University of Science & Technology
• 低碳钢的拉伸
强度与刚度
弹性阶段(ab)
tan E E
d
bc
e
E为材料的弹性模量。
a
p s
b
屈服阶段(bc)
强化阶段(cd)
缩颈阶段(de)
0
延伸率：
L L0 L0
100 %
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
杆件的基本变形形式
基本变形
工程实例
受力简图
拉伸 P
PP
P
压缩 剪切 P
P P
P
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
P
P P
扭转 M
MM
M
弯曲
M
M
G
Nanjing University of Science & Technology
2.3 拉伸与压缩
强度与刚度
2.3.1 拉伸、压缩的概念
在一对大小相等、方向相反、作用线与杆轴线重 合的外力作用下，构件所发生的伸长或缩短变形。
A
BA
B
C
G
C
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
Nanjing University of Science & Technology
2.3.4 材料在拉压时的力学性质
• 低碳钢的拉伸
强度与刚度
d
bc
e
a
L0
d
p s
b
L
0
构件拉伸的长度与原长之比为应变： L / L0
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
2.1 构件材料的要求与假设
强度与刚度
• 构件材料的基本假设
均匀连续假设：假设变形体内部都是连续不断的 均匀的物质； 各向同性假设：假设变形体在各个方向上具有相 同的力学属性。
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
• 内力的概念
P
材料力学所指的内
力,是指在外力作用
下存在于构件内部
P
的各质点之间、构
件这一部分和另一
N
部分之间的相互作
用力。
强度与刚度
C P
C
P
N
+
x
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2.2 杆件的基本变形形式
强度与刚度
• 材料力学的研究对象—杆件
杆件是指一个方向的尺寸远大于另两个方向的尺 寸的构件。
典型的杆件有轴、连杆、梁。
杆件的与其长度方向垂直的截面称为横截面；横 截面形心的连线称为轴线。
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2.3.3 应力的概念
强度与刚度
工程上常用单位面积 上的内力大小来判断 构件的危险程度；即 有单位面积上的内力 称为应力。
N
A
N—横截面上的内力，单位为N（牛顿）； A—横截面的面积，单位为m2；
—横截面上的正应力，单位为Pa，1Pa=1N/ m2
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2 构件的强度与刚度
强度与刚度
2.1 构件材料的要求与假设 2.2 构件的基本变形形式 2.3 拉伸与压缩 ★ 2.4 剪切与挤压 2.5 圆轴的扭转 2.6 梁的平面弯曲 2.7 组合变形的强度计算
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强度与刚度
《机械设计基础》 —构件的强度与刚度
段齐骏 南京理工大学设计艺术系
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2.1 构件材料的要求与假设
强度与刚度
• 构件材料的相关要求
在任何外力(载荷)作用下,零件不允许发生破坏； 材料抵抗破坏的能力，称之为强度。 在任何外力(载荷)作用下,零件不可发生过大的变 形；材料抵抗变形的能力，称之为刚度。 在任何外力(载荷)作用下,零件应保持原有形式下 的平衡；材料保持原有平衡形式的能力，称之为 稳定性。
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• 低碳钢的拉伸
强度与刚度
弹性阶段(ab)
tan E E
d
bc
e
E为材料的弹性模量。
a
p s
b
屈服阶段(bc)
强化阶段(cd)
缩颈阶段(de)
0
延伸率：
L L0 L0
100 %
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杆件的基本变形形式
基本变形
工程实例
受力简图
拉伸 P
PP
P
压缩 剪切 P
P P
P
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
P
P P
扭转 M
MM
M
弯曲
M
M
G
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2.3 拉伸与压缩
强度与刚度
2.3.1 拉伸、压缩的概念
在一对大小相等、方向相反、作用线与杆轴线重 合的外力作用下，构件所发生的伸长或缩短变形。
A
BA
B
C
G
C
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
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2.3.4 材料在拉压时的力学性质
• 低碳钢的拉伸
强度与刚度
d
bc
e
a
L0
d
p s
b
L
0
构件拉伸的长度与原长之比为应变： L / L0
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art
2.1 构件材料的要求与假设
强度与刚度
• 构件材料的基本假设
均匀连续假设：假设变形体内部都是连续不断的 均匀的物质； 各向同性假设：假设变形体在各个方向上具有相 同的力学属性。
@ 2005 Nanjing University of Science & Technology . School of Mechanic Engineering . Department of Design Art