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一、轴向拉压的概念例如房屋桁架中的杆件1—12.轴力的符号规定1—1F1结论:横截面上的轴力在数值上等于截面左侧或右侧轴段上外力的代数和。取左侧段:向左的外力取正,向右的外力取负取右侧段:向右的外力取正,向左的外力取负OFP1.绝对变形弹性模量A轴向变形的一般公式(其中n为安全系数,值>1)根据受力图,应用平衡方程例如,对于三角架结构,前面已经计算出拉杆BD和压杆CD横截面上的正应力。所以,危险构件EF杆的强度是安全的,亦即整个结构的强度是安全的。§5-3拉压杆的强度计算FNmax≤[σ]A。因为材料的许用应力[σ]=160MPa,而危险构件的最大工作应力为151MPa,所以满足强度条件塑性材料δ>5﹪近似用割线代替用来表示轴力沿轴线变化规律的图形∑Fx=0,-FN2+F=0,(1)、校核强度——已知:F、A、[σ]。试验方法应按照国家标准进行。其他韧性材料的拉伸力学性能(A1=A2=100mm2,许用拉应力[st]=200MPa,许用压应力[sc]=150MPa)§5-4拉伸与压缩时材料的力学性能解:1.分析危险状态3.横向变形泊松比变截面直杆,ADE段为铜制,EBC段为钢制;在A、D、B、C等4处承受轴向载荷。已知:ADEB段杆的横截面面积AAB=10×102mm2,BC段杆的横截面面积ABC=5×102mm2;FP=60kN;各段杆的长度如图中所示,单位为mm。铜铜已知:三角架结构尺寸及受力如图所示。其中FP=22.2kN;钢杆BD的直径dl=25.4mm;钢梁CD的横截面面积A2=2.32×103mm2;二者的弹性模量E=200GPa。横截面上的轴力在数值上等于截面左侧或右侧轴段上外力的代数和。——常温静载下的拉伸压缩试验安全系数取值考虑的因素物理意义:材料抵抗弹性变形的能力。在这样的应力水平下,二杆分别选用什么材料,才能保证三角架结构可以安全可靠地工作?材料的力学性能可通过实验得到。比例阶段:σ≤σp解:1.分析危险状态材料恢复抵抗变形能力,FNmax≤[σ]A。力学性能:材料在受力后表现出的变形和应力-应变图(σ-ε图)二、韧性材料拉伸时的力学性能不同的材料具有不同的力学性能(A1=A2=100mm2,许用拉应力[st]=200MPa,许用压应力[sc]=150MPa)如何运动?CD杆§5-3拉压杆的强度计算例如,对于三角架结构,前面已经计算出拉杆BD和压杆CD横截面上的正应力。现在可能有以下几方面的问题:(其中n为安全系数,值>1)4.强度条件(3)确定外荷载——已知:[σ]、A。求:F。已知:结构尺寸及受力。设AB、CD均为刚体,BC和EF为圆截面钢杆,直径均为d。若已知载荷FP=39kN,杆的直径d=25mm,杆的材料为Q235钢,其许用应力[σ]=160MPa。解:1.分析危险状态2.计算危险构件的应力已知简单构架:杆1、2截面积A1=A2=100mm2,材料的许用拉应力[st]=200MPa,许用压应力[sc]=150MPa解:1.轴力分析解:首先作杆的轴力图。对于CD段,要求可得AB段横截面的尺寸b1及h1:力学性能:材料在受力后表现出的变形和破坏特性。一、材料拉伸时的应力—应变曲线2.试验机3.拉伸图(a)弹性阶段(b)屈服阶段(c)强化阶段(d)颈缩阶段(局部变形阶段)(3)冷作硬化锰钢εσ(MPa)四、强度失效概念与极限应力外力合力作用线与杆轴线重合。FNBC=FP=60kN脆性材料的强度失效应力:σ0=σbA≥FNmax/[σ]。σe,σs,单位:Pa,内力FN沿轴线方向,所以称为轴力。(d)颈缩阶段(局部变形阶段)脆性材料的强度失效:断裂。矩形截面的高度与宽度之比h/b,材料的容许应力[σ]=160MPa。三、脆性材料拉伸时的力学性能安全系数取值考虑的因素脆性材料的强度失效应力:σ0=σb1.压缩试样压缩400铸铁压缩破坏断口第五章结束