材料力学第二节

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1、材料力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切2-1 轴向拉伸与压缩的概念和实例轴向拉伸与压缩的概念和实例2-2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力2-3 直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力直杆轴向拉伸或压缩时斜截面上的应力2-4 材料拉伸时的力学性能材料拉伸时的力学性能2-5 材料压缩时的力学性能材料压缩时的力学性能2-7 失效、安全因素和强度计算失效、安全因素和强度计算2-8 轴向拉伸或压缩时变形轴向拉伸或压缩时变形2-9 轴向拉伸或压缩的应变能轴向拉伸或压缩的应变能2-10 拉伸、压超静定问题拉伸、压超静定问题

2、2-11 温度应力和装配应力温度应力和装配应力2-12 应力集中的概念应力集中的概念2-13 剪切和挤压实用计算剪切和挤压实用计算材料力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切2-1 轴向拉伸与压缩的概念和实例轴向拉伸与压缩的概念和实例1概念概念材料力学材料力学2022年6月1日星期三轴向压缩：轴向缩短，横向变粗。轴向压缩：轴向缩短，横向变粗。轴向拉伸：轴向伸长，横向缩短。轴向拉伸：轴向伸长，横向缩短。FFFF第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切2实例实例材料

3、力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切2-2 轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力轴向拉伸或压缩时横截面上的内力和应力定义：指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之定义：指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间分布内力系的合成（附加内力）。间分布内力系的合成（附加内力）。1内力内力材料力学材料力学2

4、022年6月1日星期三F原有内力原有内力材料力学中的内力材料力学中的内力F第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切F+FF附加内力附加内力材料力学材料力学2022年6月1日星期三S SFX=0：FN- -F=0； FN= =F 2截面法、轴力截面法、轴力FIFFIIIFIIFNxxS SFX=0：-FN+ +F=0； FN= =FFN截面法截面法切取切取代替代替平衡平衡第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切轴力的符号？轴力的符号？材料力学材料力学2022年6月1日星期三轴力的正负规定轴力的正负规定: FN 0FNFNFN bL，铸铁抗压性能，铸铁抗压性能远远大于抗拉性能，断远远大

5、于抗拉性能，断裂面为与轴向大致成裂面为与轴向大致成45o55o的滑移面破坏。的滑移面破坏。2. 铸铁压缩铸铁压缩第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三用这三种材料制成同尺寸拉杆，请回答如下问题：哪种强度最好？哪种强度最好？哪种刚度最好？哪种刚度最好？哪种塑性最好？哪种塑性最好？请说明理论依据？请说明理论依据？三种材料的应力应变曲线如图，123第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三失效：由于材料的力学行为而使构件丧失正常功能的现象。max= u拉= b拉max= u= s拉压构件材料的失效判据：max

6、= u压= b压第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切2-7 失效、安全因素和强度计算失效、安全因素和强度计算材料力学材料力学2022年6月1日星期三I. 材料的拉、压许用应力塑性材料： ,s2 . 0ssnn=或脆性材料：许用拉应力 bbtn=其中，ns对应于屈服极限的安全因数其中，nb对应于拉、压强度的安全因数第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切bbccn= 许用压应力 材料力学材料力学2022年6月1日星期三II. 拉(压)杆的强度条件其中：max拉(压)杆的最大工作应力；材料拉伸(压缩)时的许用应力。 maxmax=xAxFN第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与

7、剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三III. 关于安全因数的考虑 （1）理论与实际差别理论与实际差别：考虑极限应力(s，0.2，b，bc) 、横截面尺寸、荷载等的变异，以及计算简图与实际结构的差异。（2）足够的安全储备足够的安全储备：使用寿命内可能遇到意外事故或其它不利情况，也计及构件的重要性及破坏的后果。安全系数的取值：安全系数的取值：安全系数是由多种因素决定的。可从有安全系数是由多种因素决定的。可从有关规范或设计手册中查到。在一般静载下，对于塑件材料关规范或设计手册中查到。在一般静载下，对于塑件材料通常取为通常取为1.52.2；对于脆性材料通常取为；对于脆性材料通常取为3.0 5.

8、0，甚，甚至更大。至更大。第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三. 强度计算的三种类型 (3) 许可荷载的确定:FN,max=A (2) 截面选择：max,NFAmax,Nmax=AF (1) 强度校核：第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三例例2-7-1 已知一圆杆受拉力已知一圆杆受拉力P =25 k N ，许用应力，许用应力 =170MPa ，直径，直径 d =14mm，校核此杆强度。，校核此杆强度。解：解： 轴力：轴力：FN = P =25kNMPa162141431025423max=.AF

9、N应力：应力：强度校核：强度校核： = 162MPamax结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三例例2-7-2 图示三角架，杆AC由两根80 mm 80 mm7 mm等边角钢组成，杆AB由两根10号工字钢组成。两种型钢的材料均为Q235钢，=170 MPa。试求许可荷载F。第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三解 :030sin 0030cos 0N1N1N2=-=-=FFFFFFyxFF21N=(拉)（压）FF732. 1

10、2N=第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三计算各杆的许可轴力由型钢表查出相应等边角钢和工字钢的横截面面积由强度条件 ；得各杆的许可轴力：N=AFkN20.486kN;24.3692N1N=FF221mm17222)mm0861 (=A杆AC的横截面面积：222mm86022)mm4301 (=A杆AB的横截面面积：第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切先按每根杆的许可轴力求各自相应的许可荷载：先按每根杆的许可轴力求各自相应的许可荷载：kN6 .18421N1=FFkN7 .280732. 1N22=FFkN6 .184=F故故材料力学材

11、料力学2022年6月1日星期三例例2-7-3 试选择图示桁架的钢拉杆试选择图示桁架的钢拉杆DI的直径的直径d。已知：。已知：F =16 kN， =120 MPa。第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三DI钢拉杆所需直径：由于圆钢的最小直径为10 mm，故钢拉杆DI采用f10圆钢。mmAdmmFA2 . 97 .66447 .6612010823N=解:kN82N=FF第二章第二章 拉伸、压缩与剪切拉伸、压缩与剪切材料力学材料力学2022年6月1日星期三例题例题2-7-4 已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，载荷