第二章--拉伸压缩与剪切优秀文档.ppt
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王培荣教学要求:第二章轴向拉压应力与材料的力学性能本章讨论杆件在轴向拉伸、压缩时的强度、刚度计算,并介绍了材料力学的一些基本概念、基本理论和分析方法。拉伸、压缩是杆件最简单的受力形式。拉压变形所涉及到的概念、理论和方法在材料力学中具有一定的普遍性,因此掌握本章内容将有助于后续章节的学习。M纳维的著作《力学在结构和机械方面的应用》编辑第三版时,在书中加入大量注释和附篇,使纳维的原著只占全书的十分之一;通过直杆拉伸时斜截面应力的分析,初步了解应力的大小随所在截面的方位而变化。变形均匀应力均匀拉伸、压缩是杆件最简单的受力形式。内力合力的作用线与杆件的轴线重合,称为轴力,用FN或N表示。经实验和理论分析证明:设AB与BC段的轴力均为拉力,并分别用PN1与PN2表示,则由2.在外力作用点附近,其应力分布与外力的作用方式有关;同理,得BC段内任一横截面2-2上的正应力为:他在1864年为老师C.在集中力作用点附近,因为应力分布比较复杂,所以公式不能运用。b),当杆件两侧梭边的夹角α<20°时,应用上式计算所得的正应力其误差约为3%。1797年生于福尔图瓦索,1886年1月6日卒于圣旺。§2.2轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力轴力轴力图内力合力的作用线与杆件的轴线重合,称为轴力,用FN或N表示。轴力规定拉为正,压为负。求轴力方法:截面法截面法截面法截面法截面法截面法截面法二.轴力图轴力图轴力图轴力图轴力图轴力图轴力图横截面上的应力横截面上的应力公式:2.在外力作用点附近,其应力分布与外力的作用方式有关;在集中力作用点附近,因为应力分布比较复杂,所以公式不能运用。在杆件外形突然变化处,将产生局部的应力集中现象,都不能应用上式。但其影响范围都不超过杆件的最大横向尺才。圣维南(SaintVenant)原理图(a)、图(b)、图(c)各杆横截面上正应力计算圣维南(SaintVenant)原理实例圣维南,Saint-Venant圣维南主要研究弹性力学。1855和1856年用半逆解法分别求解柱体扭转和弯曲问题。求解运用了这样的思想:如果柱体端部两种外加载荷在静力学上是等效的,则端部以外区域内两种情况中应力场的差别甚微。J.V.布森涅斯克于1888年把这个思想加以推广,并称之为圣雄南原理:设弹性体的一个小范围内作用有一个平衡力系(即合力和合力距均为零),则在远离作用区处弹性体内由这平衡力系引起的应力是可以忽略的。圣维南原理长期以来在工程力学中得到广泛应用,但是它在数学上的精确表述和严格证明经过将近一百年的时间,才由米泽斯和E.斯特思贝格作出。但此证明有局限性,后来有人举出了圣维南原理不适用的实例。1868年以后,圣线南研究延性材料的塑性流动,提出塑性流动的基本假设和基本方程。他把这一课题称为塑性动力学。给出气体通过小孔速度计算公式。这是气体力学解决的第一批实际问题之一。当时未引起广泛注意。这公式在1855年申J·L·魏斯巴赫重新获得,并曾以魏斯巴赫公式著称于世。圣维南研究结果大多发表于法国科学院学报。他在1864年为老师C.L.H.M纳维的著作《力学在结构和机械方面的应用》编辑第三版时,在书中加入大量注释和附篇,使纳维的原著只占全书的十分之一;圣雄南在这些注释和附篇中表述了自己对材料力学和弹性力学的许多见解。§2.3直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力斜截面上的应力斜截面上的应力斜截面上的应力斜截面上的应力斜截面上全应力例:如图所示图b与c可知,同理,得BC段内任一横截面2-2上的正应力为:图示结构,试求杆件AB、CB的应力。已知F=20kN;斜杆AB为直径20mm的圆截面杆,2、计算各杆件的应力。例:直径为d=1cm杆受拉力P=10kN的作用,试求最大剪应力,并求与横截面夹角30°的斜截面上的正应力和剪应力。1797年生于福尔图瓦索,1886年1月6日卒于圣旺。2、计算各杆件的应力。同理,得BC段内任一横截面2-2上的正应力为:对于阶梯形杆(图a),圣雄南在这些注释和附篇中表述了自己对材料力学和弹性力学的许多见解。由于在横截面B处作用有外力,AB与BC段的轴力将不相同,需分段利用截面法进行计算。b),当杆件两侧梭边的夹角α<20°时,应用上式计算所得的正应力其误差约为3%。所得PN2为负,说明BC段轴力的实际方向与所设方向相反,即应为压力。AB段内任一横截面1-1上的正应力为:拉压变形所涉及到的概念、理论和方法在材料力学中具有一定的普遍性,因此掌握本章内容将有助于后续章节的学习。这称之为圣维南(SaintVenant)原理。各段中间横截面上的正应力,圣维南研究结果大多发表于法国科学院学报。在集中力作用点附近,因为应力分布比较复杂,所以公式不能运用。这是气体力学解决的第一批实际问题之