《武汉理工大学材料力学第02章（拉压）ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《武汉理工大学材料力学第02章（拉压）ppt课件.ppt（71页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、材料力学,总复习,第一章 绪 论,强度抵抗破坏的能力,构件的承载能力,刚度抵抗变形的能力,稳定性保持原有平衡状态的能力,研究构件在外力作用下变形和破坏的规律；在保证构件满足强度、刚度、稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料；为设计构件提供必要的理论基础和计算方法。,材料力学的任务,内力、截面法,一、内力,内力指由外力作用所引起的附加内力（分布力系）。,内力质点与质点之间的相互作用力,内力=固有内力+附加内力,外力,（强度、刚度、稳定性）,附加内力,(1)在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件分为两部分。任取一部分作为研究对象，并弃去另部分。,(2)其弃去部分
2、对留下部分的作用，用作用在截开面上相应的内力代替。,二、截面法,F1,F2,F4,F3,内力是分布力系，可以求出该分布力系向形心简化的主矢和主矩。,（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对所留部分而言是外力）。,例,求m-m截面上的内力。,应力的概念,应力一点处内力集（中程）度。,1.应力的概念：,（1）平均应力：,2.应力的表示：,（2）全应力（总应力）：,p,p称为C点的应力。p是一个矢量。,（3）全应力的分解：,正应力垂直于截面；,切应力位于截面内。,材料力学,第二章 拉伸、压缩与剪切,受力特点：外力合力的作用线与杆的轴线
3、重合。,一、轴向拉压的特点,变形特点：沿杆件的轴线伸长和缩短。,轴向拉伸,偏心拉伸,二、轴向拉(压杆)的内力轴力,FN 轴力,轴力的正负规定:,拉为正，压为负,三、拉（压）杆横截面上的应力,正应力 在横截面上均布：,4,四、材料拉伸和压缩时的力学性能,低碳钢,铸铁,许用应力,拉（压）杆的强度条件,u极限应力,n安全因数,1,五、拉（压）杆的强度条件：,（0.2）,s,b,（bc）,1、塑性材料：,2、脆性材料:,极限应力u 的取值：,六、轴向拉伸或压缩时的变形,1、超静定问题：单凭静力学平衡方程不能确定出全部未知力（外力、内力、应力）的问题。,3、超静定的解法：由平衡方程、变形协调方程和物理
4、方程相结合，进行求解。,2、静不定次数,静不定次数=未知力个数-静力学平衡方程数,七、拉伸、压缩超静定问题,4、温度应力和装配应力,八、剪切和挤压的实用计算,剪切的实用计算,挤压的实用计算,试画出杆的轴力图。,解：1-1截面:,例1,2-2截面:,3-3截面:,FN/kN,x,6,4,4,要求：上下对齐，标出大小，标出正负,图示结构，杆1和杆2为圆截面钢杆，=160MPa，d1=30mm，d2=20mm，确定许可载荷。,单题2-16,F,A,B,C,30,1,2,45,错误解题步骤：1)设1杆F1=A1,此方法不可取！,2)解出F，判断2杆是否破坏；,3)2杆破坏，设2杆F2=A2；,4)求许
5、可载荷。,图示结构，各杆均为圆截面钢杆，1、2、3杆的直径为 d1=30mm，4、5、6、7、8杆的直径为 d2=20mm，9杆的直径为d3=40mm，=160MPa，确定许可载荷。,正确解题步骤：(1)求出各杆内力；(2)由各杆强度条件求出载荷F大小；(3)取最小值为许可载荷。,1,2,3,4,5,6,7,8,9,例3,单题2-16,图示结构，杆1和杆2为圆截面钢杆，=160MPa，d1=30mm，d2=20mm，确定许可载荷。,正确的解题步骤：(1)求出各杆内力；(2)由各杆强度条件求出载荷大小；(3)取最小值为许可载荷。,解：由静力学求出各杆内力,等直杆，已知杆的横截面面积A和材料的弹性
6、模量E，试作轴力图，并求杆端点D的位移。,孙题2-7,2F,F,2F,A,B,C,D,例2,简易起重机，AC杆的面积A1=2172mm2，AB杆的面积A2=2860mm2，材料均为Q235钢，S=235MPa，b=350MPa，安全因数n=1.5，求许可载荷F。,解：,1杆,2杆,许可载荷,a,a,4F,F,例3,已知：载荷F，杆子面积A，长度a，材料弹性模量E，求杆子的总伸长量。,1,解：,2,已知两杆长度均为 l=2m，直径d=25mm，材料的E=210GPa，F=100kN，=30，求A点的位移。,解：,F,例4,由静力学求出各杆内力,求杆子的伸长量,分析,水平位移：,铅垂位移：,例5
7、已知：BC杆为圆钢，d=20mm，l1=1.2m，BD杆为8号槽钢，l2=2m，两杆材料的E=200GPa，F=60kN，求B点的位移。,变形图如图，B点位移至B点，由图知：,D,B,C,l1,l2,F,1,2,B,D,B,C,l1,l2,F,1,2,解：,水平位移：,铅垂位移：,D,B,C,l1,l2,F,1,2,B,刘题2.43 P(65),图示结构，AC梁为刚杆，杆1,2,3的长度相等，横截面面积相等，材料相同，试求三杆的轴力。,平衡方程：,变形协调方程：,物理方程：,求三杆的轴力，各杆的EA相等。,解：,题2-43,F,1,3,2,l,a,a,1,3,2,l,a,a,已知:杆子面积A=
8、200 mm2，长l=2m，=1mm，受外力F=60kN，材料的弹性模量E=200GPa，试画出杆子的轴力图。,例4,设杆1和杆2的弹性模量均为E，横截面面积均为A，梁AB为刚体,F=50kN，=160MPa,试确定各杆的横截面面积。,解:(1)平衡方程:,(1),例6,(2),（2)几何方程变形协调方程：,(3),(3)物理方程弹性定律：,(4)补充方程：,（3)代入(2)得,(4),(5)由(1)和(4)联立求得,(6)由强度条件求各杆面积：,两钢杆如图，已知横截面面积同为A=10cm2，E=200GPa，线膨胀系数=12.510-6 1/C，若BC杆温度降低20 C，BD杆温度不变，试求两杆的应力。,刘题2-48(P66),解：,30,D,C,B,1,2,两钢杆如图，已知横截面面积同为A=10cm2，E=200GPa，线膨胀系数=12.510-6 1/C，若BC杆温度降低20 C，BD杆温度不变，试求两杆的应力。,刘题2-48(P66),解：,已知：F=80kN，b=80mm，=10mm，d=16mm，=120MPa，许用挤压应力为340MPa，许用应力 160MPa，试校核接头的强度。,单题2-39(P59),=,bs=,解：,1、铆钉的剪切强度,F,b,F/4,F/4,F/4,F/4,2、挤压强度,3、板子的拉伸强度,3、板子的拉伸强度,所以铆钉和板子均安全。,
