第2章 杆件受力变形与应力分析.ppt
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1、全国高等职业教育汽车类规划教材全国高等职业教育汽车类规划教材成县职业中专汽车机械基础汽车1班1第第2章章 杆杆件受力变形与件受力变形与 应力分析应力分析22.1 基本概念基本概念1 变形固体及其基本假设 在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为变形固体。材料力学中通常省略一些次要因素,对变形固体作下列假设:l(1)连续性假设:认为整个物体所占空间内到处无空隙地充满物质。l(2)均匀性假设:认为物体内的任何部分,其力学性能相同。l(3)各向同性假设:认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同。32.1 基本概念基本概念2.构件的承载能力 是指构件能够承受具体载荷作用的能力,它包括三个方面的指标,
2、即构件的强度、刚度和稳定性。构件正常工作必须满足强度、刚度和稳定性的要求,即对其进行承载能力的计算。42.1 基本概念基本概念3.强度 是指构件在外力作用下抵抗破坏或断裂的能力。构件必须具有足够的强度。52.1 基本概念基本概念4.刚度 指构件在外力作用下抵抗过大弹性变形的能力,即要求构件在规定的使用条件下不发生过大的弹性变形。62.1 基本概念基本概念5.杆件变形的基本形式 是指长度远大于其他两个方向尺寸的变形体。杆件受力有各种情况,相应的变形就有各种形式。在工程结构中,杆件的基本变形有以下四种:l(1)拉伸和压缩l(2)剪切l(3)扭转l(4)弯曲 72.2拉伸与压缩拉伸与压缩1.内力 当
3、杆件所受外力的作用线与杆件重合时,杆件当杆件所受外力的作用线与杆件重合时,杆件将沿轴线伸长或缩短变形,称为轴向拉伸或压缩。将沿轴线伸长或缩短变形,称为轴向拉伸或压缩。内力是可以改变的,在一定限度内,外力增大,内力是可以改变的,在一定限度内,外力增大,内力增大,变形也随之增大,内力与外力服从正内力增大,变形也随之增大,内力与外力服从正比关系。当外力超过弹性限度,内力不再随外力比关系。当外力超过弹性限度,内力不再随外力而增加,材料就会丧失正常的工作能力。因此,而增加,材料就会丧失正常的工作能力。因此,内力的变化直接影响到构件的失效。它是分析解内力的变化直接影响到构件的失效。它是分析解决强度、刚度的
4、基础。决强度、刚度的基础。82.2拉伸与压缩拉伸与压缩2.截面法 通通常常采采用用截截面面法法求求杆杆件件的的内内力力,即即假假象象的的截截面面将将杆杆件件截截为为两两部部分分,任任取取杆杆件件的的一一部部分分为为研研究究对对象象,利利用用静静力力平平衡衡方方程程求求内内力力。如如图图所所示示,任任取取其其中中一一部部分分作作为为研研究究对对象象。设设其其内内力力的的合合力力为为,由由于于构构件件原原来来处处于于平平衡衡状状态态,切切开开后后仍仍处处于于平平衡衡状态,则由平衡方程:状态,则由平衡方程:得得由于内力的作用线垂直构件(杆)的横截面,由于内力的作用线垂直构件(杆)的横截面,并通过截面
5、的形心,这种内力也称为轴力。当并通过截面的形心,这种内力也称为轴力。当轴力的指向背离截面时,杆受拉,规定轴力为轴力的指向背离截面时,杆受拉,规定轴力为正,反之杆受压,轴力为负。正,反之杆受压,轴力为负。92.2拉伸与压缩拉伸与压缩3.截面上的应力单单位位面面积积上上的的内内力力称称为为应应力力。应应力力单单位位为为N/m2,称称为为Pa。由由于于Pa单单位位太太小小,工工程程上上常常用用MPa(N/mm2)或)或GPa作为应力单位:作为应力单位:得得的方向规定:拉应力为正,压应力为负。的方向规定:拉应力为正,压应力为负。由于横截面上的内力分布是均匀的,所以横截由于横截面上的内力分布是均匀的,所
6、以横截面上各点的面上各点的应应力大小均相等,方向垂直于横截力大小均相等,方向垂直于横截面,故称作正面,故称作正应应力。力。横截面上正横截面上正应应力力计计算公式算公式为为103.截面上的应力截面上的应力2.2拉伸与压缩拉伸与压缩112.3 剪切与挤压剪切与挤压 剪切变形是杆件的基本变形之一。它是指杆件受到一剪切变形是杆件的基本变形之一。它是指杆件受到一对垂直于杆轴方向的大小相等、方向相反、作用线相对垂直于杆轴方向的大小相等、方向相反、作用线相距很近的外力作用所引起的变形,如图所示。此时截距很近的外力作用所引起的变形,如图所示。此时截面面cd相对于相对于ab将发生相对错动,即剪切变形。若变形将发
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- 第2章 杆件受力变形与应力分析 杆件受力 变形 应力 分析
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