构件四种基本变形-受力特点
材料力学--名词解释与简答题及答案
材料力学—名词解释与简答题及答案一、名词解释1.强度极限：材料σ-ε曲线最高点对应的应力，也是试件断裂前的最大应力。
2.弹性变形：随着外力被撤消后而完全消失的变形。
3..塑性变形：外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
4..延伸率：δ=(l1-l)/l×100％，l为原标距长度，l1为断裂后标距长度。
5.断面收缩率：Ψ=(Ａ－Ａ1)/Ａ×100％，Ａ为试件原面积，Ａ1为试件断口处面积。
6.工作应力：杆件在载荷作用下的实际应力。
7.许用应力：各种材料本身所能安全承受的最大应力。
8.安全系数：材料的极限应力与许用应力之比。
9.正应力：沿杆的轴线方向，即轴向应力。
10.剪应力：剪切面上单位面积的内力，方向沿着剪切面。
11.挤压应力：挤压力在局部接触面上引起的压应力。
12.力矩：力与力臂的乘积称为力对点之矩，简称力矩。
13.力偶：大小相等，方向相反，作用线互相平行的一对力，称为力偶14.内力：杆件受外力后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
15.轴力：横截面上的内力，其作用线沿杆件轴线。
16.应力：单位面积上的内力。
17..应变：ε=Δl/l，亦称相对变形，Δl为伸长(或缩短)，l为原长。
18.合力投影定理：合力在坐标轴上的投影，等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。
19.强度：构件抵抗破坏的能力。
20.刚度：构件抵抗弹性变形的能力。
21.稳定性：受压细长直杆，在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。
22.虎克定律：在轴向拉伸(或压缩)时，当杆横截面上的应力不超过某一限度时，杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比，与横截面积Ａ成正比。
22.拉(压)杆的强度条件：拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。
23.剪切强度条件：为了保证受剪构件在工作时不被剪断，必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。
24.挤压强度条件：为了保证构件局部受挤压处的安全，挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。
第四单元 构件基本变形的分析
由平衡方程
FX 0
FN F 0 FN F
左右
截面法求内力的步骤
1、截：在欲求处假想用截面将构件截成两段。 2、取：取其中任意一段为研究对象。 3、代：用作用于截面上的内力，代替切去部
分对留下部分的作用力。 4、平：对研究对象列平衡方程，由外力确定
图4-10
解：（1）计算外力（设约束反力FR）如图 ΣFx = 0 - FR - F1 +F2 = 0
FR = - F1 + F2 = - 50 + 140 = 90KN （FR方向是正确的）
FR
X
（2）计算各截面上的轴力并画出轴力图
1-1截面上的轴力
FN1= - F 1
= - 50KN FR
（杆受压）
第四单元 构件基本变形的分析
学习目标
通过本单元的学习，了解有关构件基 本变形的概念及形式，明确求解构件在各 种基本变形状态下的内力和应力，掌握强 度条件和刚度条件的公式，并能应用其解 决简单的工程问题。
综合知识模块一 基本变形分析的基础
能力知识点1
变形分析的基本概念
一、变形固体及其基本假设
任何物体受载荷（外力）作用后其内部质 点都将产生相对运动，从而导致物体的形状和 尺寸发生变化，称为变形。
构件的承载能力分为：
强度、刚度、稳定性。
一、强度
构件抵抗破坏的能力。 构件在外力作用下不破坏必须具有足够 的强度，例如房屋大梁、机器中的传动轴不 能断裂，压力容器不能爆破等。
强度要求是对构 件的最基本要求。
二、刚度
构件抵抗变形的能力。 在某些情况下，构件虽有足够的强度，但若 受力后变形过大，即刚度不够，也会影响正常工 作。例如机床主轴变形过大，将影响加工精度； 吊车梁变形过大，吊车行驶时会产生较大振动， 使行驶不平稳，有时还会产生“爬坡”现象，需要 更大的驱动力。因此对这类构件要保证有足够的 刚度。
浅析材料力学四种基本变形的异同点
浅析材料力学四种基本变形的异同点公主岭市职业教育中心宋静辉机械基础高等教育中材料力学的研究范围主要限于杆件，即长度远大于宽度和厚度的构件。
作用远杆件上的外力有各种形式，但杆件的基本变形形式只有四种：拉伸或压缩（简称拉压）、剪切、扭转和弯曲。
这四种基本变形是材料力学的重点内容，构成了材料力学理论体系中的一个个独立部分，学生学习时后很容易混淆。
现分析和总结四种基本变形的异同点，便于学生学习和理解。
一、四种变形的不同点1.受力特点不同。
受拉伸或压缩的构件大多是等截面直杆，其受力特点是：作用在杆端的两外力（或外力的全力）大小相等，方向相反，力的作用线与杆件的轴线重合。
工程中的连接件（如铆钉、螺栓等）会发生剪切变形，其受力特点是：作用的构件两侧面上外力的全力大小相等，作用线平行且相距很近；另外，承受剪切作用的连接件在传力的接触面上同时还受挤压力作用。
机械中的轴类零件往往产生扭转变形，其受力特点是：在垂直于轴线的平面内，作用着一对大小相等、方向相反的力偶。
梁是机器设备和工程结构中最重要的构件，主要发生弯曲变形，其受力特点是:作用在梁上的外边与其轴线垂直.若这些外力只是一对等值反向的力偶时,则称为纯弯曲。
2.变形特点不同。
构件在外力作用下发生的几何形状和尺寸变化称为变形。
拉压变形的特点是杆件沿轴线方向伸长或缩短；剪切变形的变形特点是介于两作用之间的各截面有沿作用力方向发生相对错动的趋势；扭转变形的变形特点是轴的各截面绕轴线将由直线变成曲线。
3.内力不同。
物体内某一部分与另一部分间相互作用的力称为内力。
构件在受到外力作用的同时，其内部将产生相应的内力。
对于发生拉压变形的杠件，内力遍及整个杆体内部，因为外力的作用线与杆件的轴线重合，故分布内力的合力作用线也必与杆件轴线重合，这种内力称为轴力。
轴力或为拉力或为压力。
构件受剪切时的内力称为剪刀，剪力分布在剪切面上（受剪件中发生相对错动的截面），其分布比较复杂，在工程实力是一个截面平面内的力偶，其力偶矩称为截面上的扭矩。
机械基础(复习题)
一、填空题1.两构件之间以 ______ 或_______ 接触的运动副称为高副。
答案：点、线2.构件在不同形式的外力作用下，变形形式也各不相同，其基本变形有四种：___________、 ___________ 、 ___________ 和 ___________ 。
答案：拉伸或压缩变形、剪切变形、扭转变形、弯曲变形3.曲柄摇杆机构如果取 ___________为主动件时，机构将会出现 _________ 位置。
答案：摇杆、止点4.按凸轮的形状，凸轮机构分为 _______ 机构、 _______ 机构和 _______ 机构三种。
答案：盘形凸轮、圆柱凸轮、移动凸轮5.摩擦离合器依靠主动、从动盘接触面产生的摩擦力矩来传递扭矩。
它可分为___________ 和 ___________两种。
答案：单片式、多片式6. ___________ 和 ___________之间的距离，称为力臂。
答案：力、转动轴线7.常用花键按其齿形分为 ___________花键和 ___________花键两类。
答案：矩形花键、渐开线花键8. 联轴器根据对各种相对位移有无补偿能力，可分___________和___________两大类。
答案：刚性联轴器、挠性联轴器9.两构件通过 _______接触的运动副称为低副。
答案：面10.构件在不同形式的外力作用下，变形形式也各不相同，其基本变形有四种：___________、 ___________ 、 ___________和 ___________。
答案：拉伸或压缩变形、剪切变形、扭转变形、弯曲变形11. 满足曲柄存在条件的铰链四杆机构，取最短杆为机架时，为_______机构，取最短杆为连杆时，为_______机构。
答案：双曲柄机构、双摇杆机构12.按凸轮从动件末端形状分类，凸轮机构分为 _______ 机构、_______ 机构和 _______机构三种。
答案：尖顶从动件、滚子从动件、平底从动件。
材料力学--名词解释与简答题及答案
材料力学—名词解释与简答题及答案一、名词解释1.强度极限：材料σ-ε曲线最高点对应的应力，也是试件断裂前的最大应力。
2.弹性变形：随着外力被撤消后而完全消失的变形。
3..塑性变形：外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。
4..延伸率：δ=(l1-l)/l×100％，l为原标距长度，l1为断裂后标距长度。
5.断面收缩率：Ψ=(Ａ－Ａ1)/Ａ×100％，Ａ为试件原面积，Ａ1为试件断口处面积。
6.工作应力：杆件在载荷作用下的实际应力。
7.许用应力：各种材料本身所能安全承受的最大应力。
8.安全系数：材料的极限应力与许用应力之比。
9.正应力：沿杆的轴线方向，即轴向应力。
10.剪应力：剪切面上单位面积的内力，方向沿着剪切面。
11.挤压应力：挤压力在局部接触面上引起的压应力。
12.力矩：力与力臂的乘积称为力对点之矩，简称力矩。
13.力偶：大小相等，方向相反，作用线互相平行的一对力，称为力偶14.内力：杆件受外力后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。
15.轴力：横截面上的内力，其作用线沿杆件轴线。
16.应力：单位面积上的内力。
17..应变：ε=Δl/l，亦称相对变形，Δl为伸长(或缩短)，l为原长。
18.合力投影定理：合力在坐标轴上的投影，等于平面汇交力系中各力在坐标轴上投影的代数和。
19.强度：构件抵抗破坏的能力。
20.刚度：构件抵抗弹性变形的能力。
21.稳定性：受压细长直杆，在载荷作用下保持其原有直线平衡状态的能力。
22.虎克定律：在轴向拉伸(或压缩)时，当杆横截面上的应力不超过某一限度时，杆的伸长(或缩短)Δl与轴力N及杆长l成正比，与横截面积Ａ成正比。
22.拉(压)杆的强度条件：拉(压)杆的实际工作应力必须小于或等于材料的许用应力。
23.剪切强度条件：为了保证受剪构件在工作时不被剪断，必须使构件剪切面上的工作应力小于或等于材料的许用剪应力。
24.挤压强度条件：为了保证构件局部受挤压处的安全，挤压应力小于或等于材料的许用挤压应力。
机械零件与典型机构13构件受力与变形-精选文档
机床主轴，在工作过程中虽然没有破坏，但如果
主轴的变形过大，则将影响机床的加工精度而使 零件报废，破坏齿轮的正常啮合，引起轴承的不 均匀磨损，造成机器无法正常工作。
3．足够的稳定性 受压的细长杆和薄壁构件，当载荷增加时，可能出现突然 失去初始平衡形态的现象，称为丧失稳定。 克夫达河桥失稳 莫兹尔桥失稳
力系平面任意力系的平衡方程
∑Fx = 0 ∑Fy = 0 ∑M（F） = 0
二、对机械零件的要求 失效：机械零件丧失工作能力或达不到要求的性能时
称为失效。
1．足够的强度 强度：零件抵抗破坏的能力，称为强度。 机械零部件一般都必须具有足够的强度。
2．足够的刚度 刚度：零件抵抗变形的能力，称为刚度。
成的平行四边形的对角线来表示。
力的合成与分解
2.力矩 力矩的概念: 在力学上用 F 与 d 的乘积及其转向来度量
力 F 使物体绕O点转动的效应，称为力 F
对O点之矩,简称力矩，以符号（F）表示， 即: （F）= ± Fd 点称为力矩中心，简称矩心； 点到力 F 作
用线的垂直距离 d 称为力臂。
力矩的正负：
名称 图示 描述
外力作用线垂 直于杆轴，或外 力偶作用在杆 轴平面内。
名称
图示
描述
各横线仍为直 线，横线之间相 对转动，仍与纵 线正交；纵线变 为弧线，受压侧 弧线变短， 受拉一侧弧线变 长。
外
力
变形现象
内
力
应力分布
正应力沿截面高 度按直线规律变 化，中性轴上为 零。
强度条件
max
M W max
（2）扭转 机械装置中的轴类零件大都承受扭转的作用。 扭转变形的特点：构件受到大小相等、方向相反、作用 面垂直于轴线的力偶；
机械基础(多学时)第3版 第三章 机械构件的强度与刚度
如将杆件设想为由无数纵向纤维所组成，由此推想它 们的受力是相同的，在横截面上各点的内力是均匀分布 的，横截面上各点的应力也是相等的。若以FN表示内力 （N），A表示横截面积（mm2），则应力σ(MPa)的大小 为
二、轴向拉伸和压缩时的内力 零件受到外力作用时，由于内部各质点之间的相对位
置的变化，材料内部会产生一种附加内力，力图使各质点 恢复其原来位置。附加内力的大小随外力的增加而增加， 当附加内力增加到一定限度时，零件就会破坏。因此，在 研究零件承受载荷的能力时，需要讨论附加内力。后面的 讨论中所述的内力，都是指这种附加内力。
2．虎克定律 实验表明，轴向拉伸或压缩的杆件，当应力不超过某
一限度时，轴线变形Δl与轴向载荷FN及杆长l成正比，与杆 的横截面面积成反比。这一关系称为虎克定律，即
引进比例常数E，则有
比例常数E称为弹性模量，其值随材料不同而异。 则有
σ = Eε 上式是虎克定律的又一表达形式，即虎克定律可以表述 为：当应力不超过某一极限时，应力与应变成正比。
根据拉伸过程中试样承受的应力 和产生的应变 之间 的关系，可以绘出该金属的 曲线。
图3-5 低碳钢拉伸试验曲线（R-ε曲线)
通过对低碳钢的 曲线分析可知，试样在拉伸过 程中经历了弹性变形（oab段）、塑性变形（bcde段） 和断裂（e点）三个阶段。
弹性变形阶段，试样的变形与应力始终呈线性关系。 应力Rb称为塑性延伸强度 。图中直线oa的斜率就是材料 的弹性模量E。
第三章 机械构件的强度与刚度
第一节 准备知识
一、内力、截面法
1. 内力
构件四种基本变形-受力特点
1、宏观变形：构件表面的纵向水平线倾斜了一个角度。
2、微观变形：各横截面绕杆轴线发生了沿力偶作用方向的相对转动。
扭矩
T
弯曲变形
（平面弯曲）
受弯构件
梁、板
杆件受到通过杆轴线平面内的力偶作用、或受到垂直于杆轴线的横向力（集中力、均布荷载）作用
1、宏观变形：构件出现了上Байду номын сангаас下凸或下凹上凸，轴线由直线变成曲线。
四种构件基本变形汇总
基本变形类型
构件名称
典型构件
受力特点
（受力后构件保持平衡）
变形特点
（符合平面假设）
产生内力
轴向拉伸、压缩变形
轴向拉伸、压缩构件
轴压柱
杆件两端沿轴线方向作用一对大小相等、方向相反的轴向力作用
1、宏观变形：
受拉时，杆件伸长、截面变小；
受压时，杆件缩短、截面变大。
2、微观变形：（符合平面假设）
2、微观变形：
纵向纤维：构件由下部至上部，纵向纤维从伸长或压缩逐渐过渡到压缩或伸长，且上、下边缘的变化最大；截面中部有一既不伸长也不压缩的中性层。
横截面：各横截面发生了不同程度的位移和绕截面中性轴的微小转动。
剪力、弯矩
FS、M
纵向纤维：伸长或缩短均相等。
横截面：发生了沿外力作用方向的相对位移。
轴力
FN
剪切变形
受剪构件
铆钉、螺杆
杆件受一对大小相等、方向相反、作用线平行及相距很近的横向力作用
1、宏观变形：在两个力作用中间被剪断。
2、微观变形：介于两横向之间的各横截面沿外力作用方向发生相对错动。
剪力
FS
扭转变形
受扭构件
轴、雨篷梁
第2章构件的基本变形
题。
2.3.2 扭矩与扭矩图
1．外力偶矩的计算公式：
2．扭矩与扭矩图 圆轴在外力偶矩作用下发生扭转变形时，其截面上产生的内 力称为扭矩，求扭矩的方法仍用截面法。 在多个外力偶作用下，圆轴各截面上的扭矩一般不同，为了 形象地表示扭矩沿轴线的变化情况，需绘制扭矩图：以与轴 线平行的Ox轴表示横截面的位置，以垂直于Ox轴的OT轴表 示横截面上的扭矩大小，建立直角坐标系，在坐标系中绘制 扭矩的图线，称为扭矩图。可仿照轴力图的方法绘制扭矩图。 扭矩为正画在x轴的上方，扭矩为负画在x轴的下方
2.4 平面弯曲梁
2.4.1 平面弯曲的概念与实例 1．平面弯曲的概念与实例 作用于如桥式吊车的横梁等一些杆件的外力通常为垂直于杆轴的横向 力，或通过杆轴线平面内的外力偶，从而使杆的轴线弯曲成曲线，这 种变形称为弯曲变形。习惯上把以弯曲为主要变形的杆件称为梁。 2．梁的计算简图及其分类 工程实际中支座和载荷是各种各样的，为了便于分析，须对梁的支座 和载荷进行简化。 根据支承情况可将梁分为三种形式： （1）简支梁 （2）外伸梁 （3）悬臂梁 作用在梁上的载荷，按其作用长度与杆件尺寸的相对关系可简化为三 种类型： （1）集中力 （2）集中力偶 （3）分布载荷
2.1.3拉（压）杆横截面上的正应力
1．应力的概念:求出了杆的内力并不能判断杆件某一点受力的强弱程度。为此 引入内力的分布集度—应力的概念。一般情况下，内力在截面上的分布并非均 匀，为了更精确地描述内力的分布情况，令面积ΔA趋近于零，由此所得平均应 力的极限值，即为K点的应力，用p表示。
应力p是矢量，通常将其分解为与截面垂直的分量和与截面相切的分量。称为正 应力，称为切应力，如图2-4（b）所示。在国际单位制中，应力的单位是牛顿/ 米2（N/m2），称为帕斯卡，简称帕（Pa），1Pa=1N/m2。工程上常用兆帕 （MPa）或吉帕（GPa）。 2.拉（压）杆横截面上的正应力，拉压杆的内力在横截面上分布是均匀的，即横 截面上各点的应力大小相等，其方向与横截面上的轴力FN一致，故为正应力。 横截面正应力计算公式为
建筑力学3
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。
F1 F1 F1
FN kN
F3
3
F4
解：1、计算各段的轴力。 AB段
FN1 FN2
F F
x
x
0
FN1 F1 10kN
BC段
0 FN 2 F2 F1
10 20 10kN
汽车方向盘
Me
从动轮
n
主轴
主动轮 叶片
本章研究杆件发生除扭转变形外，其它变形可忽略的 情况，并且以圆截面(实心圆截面或空心圆截面)杆为主要
研究对象。此外，所研究的问题限于杆在线弹性范围内工
作的情况。
m A'
g
m B j B'
A
外力偶作用平面和杆件横截面平行
g：剪切角 切应变) g
j：相对扭转角
F2
FN3
10
FN 2 F1 F2
F4
25 CD段
F
x
0
FN 3 F4 25kN
10
x
2、绘制轴力图。
4.3 剪切与扭转的内力
4.3.1 剪切的概念
受力特点：构件受到了一对大小 相等，方向相反，作用线平行且 相距很近的外力。一对力偶臂很 小的力偶作用。
如右图，δ远小于构件的最小尺寸 ，所以通过节点平衡求各杆内力时，把 支架的变形略去不计。计算得到很大的 简化。
A
δ1
B C F δ2
5、变形：在外力作用下，固体内各点相对位置
的改变。(宏观上看就是物体尺寸和形状的改变） 1）弹性变形 — 随外力解除而消失的变形
建筑结构基本知识简介
喜马拉雅—— 地中海地震带
环太平洋地震带
92%的地震发生在地壳 中， 其余的发生在地
幔上部
破坏性地震主要属于构造地震。据统计，构造地震约 占世界地震总数的90%以上。
2.火山地震
由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震， 这类地震只占全世界地震的7%左右。
1914年日本樱岛火山爆发，产生的震动相当于一个6.7级地震。
风荷载
2）水平荷载 地震作用
与多层建筑结构有所不同，高层建筑结构—
1）竖向荷载效应远大于多层建筑结构； 2）水平荷载的影响显著增加，成为其设计的主要因素； 3）对高层建筑结构尚应考虑竖向地震的作用。
2.1 竖向荷载
1、恒荷载 恒荷载：指各种结构构件自重和找平层、保温层、防水层、 装修材料层、隔墙、幕墙及其附件、固定设备及其管道等重 量，其标准值可按构件及其装修的设计尺寸和材料单位体积 或面积的自重计算确定。 材料容重可从《荷载规范》查取；固定设备由相关专业提供。
3.陷落地震
由于地下溶洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。 这类地震的规模比较小，次数也很少。
天然地震 ---天然地震包括构造地震、火山地震、陷落地震 地震
人工地震
人工地震
因人为因素直接造成的地震是人工地震。
如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压 注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。
当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时， 一般不受损坏或不需修理可继续使用。
当遭受相当于本地区抗震设防烈度的地震影响时， 可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用。
当遭受高于本地区抗震设防烈度的预估的罕遇地震 影响时，不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
构件变形的受力特点和变形评课优缺点
构件变形是指在受到外部力作用下，构件发生形状或尺寸的改变。
下面是关于构件变形的受力特点和变形评估的优缺点：
受力特点：
⚫弹性变形：当外部力作用消失后，构件会恢复到原始形状和尺寸，表现为可逆的弹性变形。
⚫塑性变形：在超过构件的弹性限度后，构件会发生永久性的塑性变形，无法完全恢复到原始状态。
⚫弯曲变形：受到横向力或力矩作用时，构件会发生弯曲变形，使其形状变为曲线状。
⚫拉伸和压缩变形：受到拉力或压力作用时，构件会发生拉伸或压缩变形，使其长度增加或减小。
变形评估的优点：
⚫明确结构强度：通过评估构件的变形情况，可以判断其受力状态和结构强度，有助于设计和优化结构。
⚫预测破坏和失效：构件的变形可以提供关于结构破坏和失效的线索，有助于提前采取措施预防事故发生。
⚫评估设计可行性：变形评估可以帮助确定构件是否满足预期的使用要求和设计标准，确保结构的可行性。
变形评估的缺点：
⚫复杂性和不确定性：构件的变形评估涉及多个因素，如材料性质、载荷条件、几何形状等，因此评估结果可能具有一定的不确定性。
⚫实验需求：进行准确的变形评估通常需要进行物理实验或使用复杂的数值模拟方法，涉及到设备和时间的成本。
⚫依赖经验和假设：变形评估需要基于一些假设和经验公式进行计算，这可能会导致结果与实际情况有一定的差异。
综合考虑以上优缺点，在进行构件变形评估时，需要综合运用理论计算、实验测试和工程经验，以确保评估的准确性和可靠性。
《杆件的四种基本变形及组合变形、 直杆轴向拉、压横截面上的内力》教学设计
《杆件的四种基本变形及组合变形、直杆轴向拉、压横截面上的内力》教学设计课题 3.1杆件四种基本变形及组合变形教学时间2课时教学目标知识与技能认识杆件的基本变形和组合变形；过程与方法通过分析工程实例、生活实例中的受力及变形掌握杆件的基本变形的受力及变形特点；情感、态度、价值观通过分析工程结构中的受力及变形并口头描述，培养归纳、总结、语言表达的能力；教学重点1、杆件的基本变形受力特点、变形特点；教学难点1、杆件力学模型的理解2、杆件四种基本变形的区分教学内容及其过程学生活动教师导学一、引入手拉弹簧弹簧会发生什么变化？小朋友双臂吊在单杠上，人双手撑地倒立起来，胳膊都有什么样的感觉，胳膊的形状有改变吗？二、导学提纲3.1杆件四种基本变形及组合变形1.杆件是指其纵向长度远大于横向尺寸的构件，轴线是直线的杆件称为直杆。
2. 轴向拉伸和压缩受力特点是直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等、方向相反的力；变形特点是在外力作用下产生杆轴线方向的伸长或缩短。
3. 产生轴向拉伸变形的杆件，其当作用力背离杆端时，作用力是拉力（图a）；产生轴向压缩变形的杆件，其作用力指向杆端，作用力是压力，（图b）。
4. 剪切变形的受力特点是作用在构件上的横向外力大小相等、方向相反、作用线平行且距离很近。
5. 剪切变形的变形特点是介于两横向力之间的各截面沿外力作用方向发生相对错动。
6. 剪切面是指两横向力之间的横截面，破坏常在剪切面上发生。
7. 扭转变形的受力特点：在垂直于杆轴线的平面内，作用有大小相等、转向相反的一对力偶。
8. 扭转变形的变形特点：各横截面绕杆轴线发生让同学来回答弹簧、胳膊的受力和形状改变。
1、自主学习自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点或无法解决的问题，为交流作准备。
2、组内交流在小组长的组织下，有序开展交流与探讨，共通过引导学生回答问题，引出物体在力的作用下变形是客观存在的，进入课题。
当有学生问到，或对有兴趣的学生可适当介绍如下关系：1、布置前置作业课前精心预设前置作业，（由导学提纲、探究与感悟组成）组织学生自主学习。
简述弯曲变形的受力特点和变形特点
简述弯曲变形的受力特点和变形特点简述弯曲变形的受力特点和变形特点弯曲变形现象广泛存在于矩形截面、方形截面、圆形截面等不同形状的构件中，是结构力学中不可避免的一种变形模式。
弯曲构件的设计与分析是结构力学中非常重要的课题，因此，深入了解弯曲变形的受力特点和变形特点对于加深我们的结构力学知识储备具有重要意义。
本文主要从以下几个方面进行简述。
一、弯曲变形的受力特点1. 弯曲构件存在弯矩弯曲构件在受到外力时会产生曲率，曲率的大小与外力的大小直接相关。
因此，弯曲构件受到曲率的作用后就会产生弯矩。
弯矩的作用是使构件内部产生正应力和剪应力，从而导致构件的弯曲变形。
2. 弯曲变形受材料性质影响弯曲变形还与构件的材料性质有着密切的关系。
具体而言，弯曲构件的应力状态是由材料的弹性模量、截面形状、截面尺寸以及受力状态等因素共同影响的。
因此，不同材料在受弯时的变形特性也会有所不同。
3. 弯曲变形具有非线性特征弯曲变形具有很强的非线性特征。
在弯曲构件被弯曲时，曲率随着距离的不同而发生变化，而这种变化不是线性的，这就使得弯曲构件的分析变得更为复杂。
二、弯曲变形的变形特点1. 弯曲构件存在曲率变化当弯曲构件被弯曲时，构件的形状和尺寸都会发生变化。
在弯曲构件的截面上，曲率随着距离的不同而发生变化。
因此，在弯曲构件的变形中，曲率变化是其比较显著的一个特征。
2. 弯曲构件的截面变形在弯曲构件受到弯曲作用后，不仅整体形状会发生变化，而且构件截面的形状也会发生变化。
弯曲构件受到弯曲作用后，其截面会变得椭圆形或者变形得更加复杂。
3. 构件扭曲变形在弯曲构件的变形过程中，受到剪力的作用也会导致构件发生扭曲变形。
因此，在弯曲构件分析中，还需要对扭曲变形进行分析。
结语本文从弯曲变形的受力特点和变形特点两个方面进行简述。
弯曲变形是结构力学中非常重要的一种变形模式，深入了解其受力特点和变形特点对于我们的工程实践具有重要作用。
轴向拉压构件的受力特点与变形特点
轴向拉压构件的受力特点与变形特点
一、轴向拉压构件受力特点
1、受力情况
轴向拉压构件的受力情况分为两种：拉紧状态和拉伸状态。
拉紧状态下受力规律是：轴向拉力的大小和导管长度有关，当导管长度增加时，拉力随之增大，反之亦然；拉伸状态下，受力规律是：拉力的大小和导管外径有关，当导管外径增加时，拉力随之增大，反之亦然。
2、结构及受力特点
轴向拉压构件的结构特点是具有空心结构，受力特点是在拉紧状态下受力均布，当拉伸时，受力不均布，中间部分受力较小，两端受力较大。
二、轴向拉压构件变形特点
1、变形特点
轴向拉压构件的变形特点是：拉紧状态下，由于受力均布，所以变形也均布，可以满足设计要求；拉伸状态下，由于受力不均布，会出现拉伸构件中间部分变形较小，两端变形较大的现象。
2、塑性变形
轴向拉压构件的受力大小和变形特点决定了其塑性变形的大小，当受力大时，塑性变形会大于变形要求值，当受力小时，塑性变形会小于变形要求值。
另外，还有一点要注意，塑性变形是随着受力增加而增加，当受力越大，塑性变形程度也会越大。
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汽车机械基础-习题集
第一单元测试题一、填空题1.力的作用效果与力的大小、力的方向和力的作用点有关，它们被称为力的三要素。
2.刚体是在任何力的作用下，其大小和形状都不变，它是一种理想化的模型。
3.约束反力的特点：大小未知、方向与物体运动受限制的方向相反、作用点为约束和物体的接触点。
4.常见的约束反力类型有1)柔索约束， 2)光滑接触面约束， 3)铰链约束， 4)固定端约束。
5.二力杆是指在不受主动力作用时，其约束反力的方向沿杆件两端铰链中心连线的杆。
件6.力系是指作用在一个物体上的多个力或作用在一个物体的合力，平面汇交力系中的各力作用线均在物体的同一平面内且汇交于一点。
7.平面汇交力系平衡的必要和充分条件是：力系的合力为零或∑F=0 。
8.力矩等于力乘以力臂；力矩逆时针旋转时为正，顺时针旋转时为负。
9.力矩用来度量力对物体的转动效应的物理量。
10.组成力偶的两个力应大小相等，方向相反但不在同一直线上，力偶的三要素是力偶的大小，力偶的转向，力偶的作用面。
11.按照接触处相对运动形式不同，摩擦可分为滑动摩擦和滚动摩擦。
滑动摩擦力的方向与物体运动的方向相反。
12.刚体的定轴转动是指在运动时，刚体内各点都绕一固定的直线作为圆周运动。
13.惯性力是由于外力的作用使物体的运动状态改变时，因其惯性引起的运动物体对外界抵抗的反作用力，其大小等于物体的质量乘以加速度，方向与加速度相反，作用点在施力物体上。
14.若刚体做定轴转动，而刚体重心不再转轴上，会产生离心惯性力。
15.转动惯性是指转动物体具有保持原有运动状态不变的特性。
16.转动惯量的大小与刚体质量大小和刚体质量分布有关。
二、选择题1.下列关于力的说法，正确的是。
A. 力作用在物体上，只能使物体从静止变为运动 (也可以由运动变为静止)B. 没有物体也可能会有力的作用 (没有物体就没有力)C. 在发生力的作用时，必定可以找到此力的施力物体和受力物体D. 力是物体对物体的作用，所以彼此不直接接触的物体之间没有力的作用( 磁铁对铁钉的吸引)2.一个小球在水平桌面内做圆周运动，下面说法正确的是。
材料力学中的四种基本变形举例
材料力学中的四种基本变形举例
1.拉伸变形：
拉伸变形是指在外力的作用下，物体的长度增加或变长的过程。
这种
变形常见于拉伸试验中的拉力加载中，例如在拉伸试验机上施加外力，拉
伸材料直至材料的断裂点。
一个常见的例子是橡皮筋，当我们拉伸橡皮筋时，它的长度会增加。
2.压缩变形：
压缩变形是指在外力的作用下，物体的长度减少或变短的过程。
这种
变形常见于承受压力的构件中，例如梁柱结构承受竖向荷载时会产生压缩
变形。
一个典型的例子是弹簧，当我们用力将弹簧压缩时，它的长度会变短。
3.剪切变形：
剪切变形是指在外力的作用下，物体的平行侧面发生相对位移的过程。
这种变形常见于切削和金属加工中，例如在使用剪切机切割金属板材时，
金属板材的平行侧面会产生相对的移动。
另一个例子是在泥土工程中，当
土壤受到剪切力时，会发生剪切变形。
4.扭转变形：
扭转变形是指在外力作用下，物体沿纵轴发生旋转的过程。
这种变形
常见于旋转机械中，例如在使用螺旋桨驱动船只前进时，船体会发生扭转
变形。
另一个例子是在汽车悬挂系统中，当车辆转弯时，车身会发生扭转
变形。
这四种基本变形在材料力学中都具有重要的意义，并广泛应用于工程设计和材料选型过程中。
通过对这些变形的认识和理解，我们能够更好地预测和控制材料的行为和性能。
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纵向纤维：构件由下部至上部，纵向纤维从伸长或压缩逐渐过渡到压缩或伸长，且上、下边缘的变化最大；截面中部有一既不伸长也不压缩的中性层。
横截面：各横截面发生了不同程度的位移和绕截面中性轴的微小转动。
剪力、弯矩
FS、M
杆件两端垂直杆轴线平面内受到一对大小相等、方向相反的力偶作用
1、宏观变形：构件表面的纵向水平线倾斜了一个角度。
2、微观变形：各横截面绕杆轴线发生了沿力偶曲变形
（平面弯曲）
受弯构件
梁、板
杆件受到通过杆轴线平面内的力偶作用、或受到垂直于杆轴线的横向力（集中力、均布荷载）作用
1、宏观变形：构件出现了上凹下凸或下凹上凸，轴线由直线变成曲线。
四种构件基本变形汇总
基本变形类型
构件名称
典型构件
受力特点
（受力后构件保持平衡）
变形特点
（符合平面假设）
产生内力
轴向拉伸、压缩变形
轴向拉伸、压缩构件
轴压柱
杆件两端沿轴线方向作用一对大小相等、方向相反的轴向力作用
1、宏观变形：
受拉时，杆件伸长、截面变小；
受压时，杆件缩短、截面变大。
2、微观变形：（符合平面假设）
纵向纤维：伸长或缩短均相等。
横截面：发生了沿外力作用方向的相对位移。
轴力
FN
剪切变形
受剪构件
铆钉、螺杆
杆件受一对大小相等、方向相反、作用线平行及相距很近的横向力作用
1、宏观变形：在两个力作用中间被剪断。
2、微观变形：介于两横向之间的各横截面沿外力作用方向发生相对错动。
剪力
FS
扭转变形
受扭构件
轴、雨篷梁