材料力學(xué)軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料力學(xué)軸向載荷作用下桿件的材料力材料力學(xué)軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題學(xué)問(wèn)題2. .1 軸力與軸力圖軸力與軸力圖第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題 工程中有很多構(gòu)件，例如屋架中的桿，是等直桿，作用于桿上的外力的合力的作用線與桿的軸線重合，這種載荷稱為軸向載荷。在這種受力情況下，桿的主要變形形式是軸向伸長(zhǎng)或縮短。屋架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第1頁(yè)/共69頁(yè)桁架的示意圖受軸向外力作用的等截面直桿拉桿和壓桿（未考慮端部連接情況）第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第2頁(yè)/共69頁(yè) 截面法、軸力及軸力圖FN=F（1）假想

2、地截開指定截面；（2）用內(nèi)力代替另一部分對(duì)所取分離體的作用力；（3）根據(jù)分離體的平衡求出內(nèi)力值。步驟：第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第3頁(yè)/共69頁(yè) 橫截面mm上的內(nèi)力FN其作用線與桿的軸線重合(垂直于橫截面并通過(guò)其形心)軸力。無(wú)論取橫截面mm的左邊或右邊為分離體均可。 軸力的正負(fù)按所對(duì)應(yīng)的縱向變形為伸長(zhǎng)或縮短規(guī)定: 當(dāng)軸力背離截面產(chǎn)生伸長(zhǎng)變形為正；反之，當(dāng)軸力指向截面產(chǎn)生縮短變形為負(fù)。軸力背離截面FN=+F第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第4頁(yè)/共69頁(yè) 用截面法求內(nèi)力的過(guò)程中，在截取分離體前，作用

3、于物體上的外力(荷載)不能任意移動(dòng)或用靜力等效的相當(dāng)力系替代。軸力指向截面FN=-F第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第5頁(yè)/共69頁(yè) 軸力圖(FN圖)顯示橫截面上軸力與橫截面位置的關(guān)系。F(c)F(f)第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第6頁(yè)/共69頁(yè)例題例題2- -1 試作此桿的軸力圖。等直桿的受力示意圖(a)第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第7頁(yè)/共69頁(yè)為求軸力方便，先求出約束力 FR=10 kN為方便，取橫截面11左邊為分離體，假設(shè)軸力為拉力，得FN1

4、=10 kN(拉力)解：解：第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第8頁(yè)/共69頁(yè)為方便取截面33右邊為分離體，假設(shè)軸力為拉力。FN2=50 kN(拉力)FN3=-5 kN （壓力），同理，F(xiàn)N4=20 kN (拉力)第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第9頁(yè)/共69頁(yè)軸力圖(FN圖)顯示了各段桿橫截面上的軸力。kN502NmaxN, FF第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第10頁(yè)/共69頁(yè)2. .2 軸向載荷作用下桿件橫截面上的應(yīng)力軸向載荷作用下桿件橫截面上的應(yīng)力.應(yīng)

5、力的概念 受力桿件(物體)某一截面的M點(diǎn)附近微面積A上分布內(nèi)力的平均集度即平均應(yīng)力， ，其方向和大小一般而言，隨所取A的大小而不同。AFpm第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第11頁(yè)/共69頁(yè) 該截面上M點(diǎn)處分布內(nèi)力的集度為 ，其方向一般既不與截面垂直，也不與截面相切，稱為總應(yīng)力。AFAFpAddlim0第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第12頁(yè)/共69頁(yè)總應(yīng)力 法向分量正應(yīng)力s某一截面上法向分布內(nèi)力在某一點(diǎn)處的集度切向分量切應(yīng)力t某一截面上切向分布內(nèi)力在某一點(diǎn)處的集度應(yīng)力單位：Pa(1 Pa = 1 N/

6、m2，1 MPa = 106 Pa)。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第13頁(yè)/共69頁(yè).拉(壓)桿橫截面上的應(yīng)力AAFdNs (1) 與軸力相應(yīng)的只可能是正應(yīng)力s，與切應(yīng)力無(wú)關(guān)； (2) s在橫截面上的變化規(guī)律橫截面上各點(diǎn)處s 相等時(shí)可組成通過(guò)橫截面形心的法向分布內(nèi)力的合力軸力FN。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第14頁(yè)/共69頁(yè)為此： 1. 觀察等直桿表面上相鄰兩條橫向線在桿受拉(壓)后的相對(duì)位移：兩橫向線仍為直線，仍相互平行，且仍垂直于桿的軸線。 2. 設(shè)想橫向線為桿的橫截面與桿的表面的交線。平

7、截面假設(shè)原為平面的橫截面在桿變形后仍為平面，對(duì)于拉(壓)桿且仍相互平行，仍垂直于軸線。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第15頁(yè)/共69頁(yè) 3. 推論：拉(壓)桿受力后任意兩個(gè)橫截面之間縱向線段的伸長(zhǎng)(縮短)變形是均勻的。根據(jù)對(duì)材料的均勻、連續(xù)假設(shè)進(jìn)一步推知，拉(壓)桿橫截面上的內(nèi)力均勻分布，亦即橫截面上各點(diǎn)處的正應(yīng)力s 都相等。4. 等截面拉(壓)桿橫截面上正應(yīng)力的計(jì)算公式 。AFNs第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第16頁(yè)/共69頁(yè)注意： 1. 上述正應(yīng)力計(jì)算公式來(lái)自于平截面假設(shè)；對(duì)于某些特定桿件,例

8、如鍥形變截面桿，受拉伸(壓縮)時(shí)，平截面假設(shè)不成立，故原則上不宜用上式計(jì)算其橫截面上的正應(yīng)力。 2. 即使是等直桿，在外力作用點(diǎn)附近，橫截面上的應(yīng)力情況復(fù)雜，實(shí)際上也不能應(yīng)用上述公式。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第17頁(yè)/共69頁(yè) 例題2-2 試求此正方形磚柱由于荷載引起的橫截面上的最大工作應(yīng)力。已知F = 50 kN。 第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第18頁(yè)/共69頁(yè)段柱橫截面上的正應(yīng)力12ss所以，最大工作應(yīng)力為 smax= s2= -1.1 MPa (壓應(yīng)力） 解：段柱橫截面上的正應(yīng)力 MP

9、a87. 0Pa1087. 0 )m24. 0()m24. 0(N10506311N1AFs(壓應(yīng)力)MPa1 . 1Pa101 . 1 m37. 0m37. 0N101506322N2AFs(壓應(yīng)力)第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第19頁(yè)/共69頁(yè) 2. .3 最簡(jiǎn)單的強(qiáng)度問(wèn)題最簡(jiǎn)單的強(qiáng)度問(wèn)題（強(qiáng)度條件（強(qiáng)度條件安全因數(shù)安全因數(shù)許用應(yīng)力）許用應(yīng)力） 以上分析了軸向載荷作用下桿件橫截面上的應(yīng)力，在計(jì)算出拉壓桿橫截面上的正應(yīng)力后，可能有以下幾方面的問(wèn)題： （1 1）在給定載荷和材料的情形下，怎樣判斷結(jié)構(gòu)能否安全可靠的工作？）在給定載荷和材料的情形下

10、，怎樣判斷結(jié)構(gòu)能否安全可靠的工作？ （2 2）如果材料是未知的，在所得到的應(yīng)力水平下，構(gòu)件選用什么材料，才能保證結(jié)構(gòu)可以安全可靠地工作？）如果材料是未知的，在所得到的應(yīng)力水平下，構(gòu)件選用什么材料，才能保證結(jié)構(gòu)可以安全可靠地工作？ （3 3）如果載荷是未知的，在給定桿件截面尺寸和材料的情形下，怎樣確定結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷？）如果載荷是未知的，在給定桿件截面尺寸和材料的情形下，怎樣確定結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷？ 這些問(wèn)題都是強(qiáng)度設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第20頁(yè)/共69頁(yè). 拉(壓)桿的強(qiáng)度條件 強(qiáng)度條件保證拉(壓)桿在使用壽命

11、內(nèi)不發(fā)生強(qiáng)度破壞的條件： 其中：smax拉(壓)桿的最大工作應(yīng)力， s材料拉伸(壓縮)時(shí)的許用應(yīng)力。maxss第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第21頁(yè)/共69頁(yè). 材料的拉、壓許用應(yīng)力塑性材料： ,s2 . 0pssnnssss或脆性材料：許用拉應(yīng)力 ，許用壓應(yīng)力bbccbbtnnssss其中，ns對(duì)應(yīng)于屈服極限的安全因數(shù).其中，nb對(duì)應(yīng)于拉、壓強(qiáng)度的安全因數(shù).第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第22頁(yè)/共69頁(yè). 關(guān)于安全因數(shù)的考慮 (1) 考慮強(qiáng)度條件中一些量的變異。如極限應(yīng)力(ss，sp0.2，sb，sbc)的變異，構(gòu)件橫截面尺寸的變

12、異，荷載的變異，以及計(jì)算簡(jiǎn)圖與實(shí)際結(jié)構(gòu)的差異。 (2) 考慮強(qiáng)度儲(chǔ)備。計(jì)及使用壽命內(nèi)可能遇到意外事故或其它不利情況，也計(jì)及構(gòu)件的重要性及破壞的后果。安全因數(shù)的大致范圍：靜荷載下，0 . 35 . 25 . 225. 1bsnn，第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第23頁(yè)/共69頁(yè) 材料名稱 牌號(hào) 許用應(yīng)力 /MPa低碳鋼低合金鋼灰口鑄鐵混凝土混凝土紅松（順紋）Q23516MnC20C3017023034540.440.66.4170230160200710.310軸向拉伸軸向壓縮第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力

13、學(xué)問(wèn)題第24頁(yè)/共69頁(yè). 強(qiáng)度計(jì)算的三種類型 (2) 截面選擇 已知拉(壓)桿材料及所受荷載，按強(qiáng)度條件求桿件橫截面面積或尺寸。 (3) 計(jì)算許可荷載 已知拉(壓)桿材料和橫截面尺寸，按強(qiáng)度條件確定桿所能容許的最大軸力，進(jìn)而計(jì)算許可荷載。FN,max=As ，由FN,max計(jì)算相應(yīng)的荷載。max,NmaxssAFmax,NsFA (1) 強(qiáng)度校核 已知拉(壓)桿材料、橫截面尺寸及所受荷載，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足強(qiáng)度條件 對(duì)于等截面直桿即為;maxss第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第25頁(yè)/共69頁(yè) 例題2-3 試選擇計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖中(a)所示桁架的鋼拉桿D

14、I的直徑d。已知：F =16 kN，s=120 MPa。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第26頁(yè)/共69頁(yè)2. 求所需橫截面面積并求鋼拉桿所需直徑由于圓鋼的最小直徑為10 mm，故鋼拉桿DI采用f10圓鋼。mm2 . 9m102 . 9)m107 .66(44m107 .66Pa10120N1083262693NAdFAs解:1. 由圖中(b)所示分離體的平衡方程得kN82NFF第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第27頁(yè)/共69頁(yè) 例題2-4 圖中(a)所示三角架(計(jì)算簡(jiǎn)圖)，桿AC由兩根80 mm 80

15、 mm7 mm等邊角鋼組成，桿AB由兩根10號(hào)工字鋼組成。兩種型鋼的材料均為Q235鋼，s=170 MPa。試求許可荷載F。第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第28頁(yè)/共69頁(yè)解 : 1. 根據(jù)結(jié)點(diǎn) A 的受力圖(圖b)，得平衡方程：030sin 0030cos 0N1N1N2FFFFFFyxFF21N(拉)（壓）FF732. 12N解得第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第29頁(yè)/共69頁(yè)2. 計(jì)算各桿的許可軸力 先由型鋼表查出相應(yīng)等邊角鋼和工字鋼的橫截面面積，再乘以2得由強(qiáng)度條件 得各桿的許可軸力：Nss

16、AFkN20.486N1020.486)mm2860()MPa170(kN24.369N1024.369)mm2172()MPa170(322N321NFF221mm17222)mm0861 (A桿AC的橫截面面積222mm86022)mm4301 (A桿AB的橫截面面積第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第30頁(yè)/共69頁(yè)3. 求三角架的許可荷載先按每根桿的許可軸力求各自相應(yīng)的許可荷載：kN6 .1842kN24.36921N1FFkN7 .280732. 1kN20.486732. 1N22FF 此例題中給出的許用應(yīng)力s=170 MPa是關(guān)于強(qiáng)度的

17、許用應(yīng)力；對(duì)于受壓桿AB 實(shí)際上還需考慮其穩(wěn)定性，此時(shí)的許用應(yīng)力將小于強(qiáng)度許用應(yīng)力。該三角架的許可荷載應(yīng)是F1 和 F2中的小者，所以kN6 .184F第二章第二章 軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題軸向載荷作用下桿件的材料力學(xué)問(wèn)題第31頁(yè)/共69頁(yè)2.4 軸向載荷作用下的變形計(jì)算軸向載荷作用下的變形計(jì)算 胡克定律胡克定律 拉(壓)桿的縱向變形 基本情況下(等直桿，兩端受軸向力)： 縱向總變形l = l1-l （反映絕對(duì)變形量） 縱向線應(yīng)變 （反映變形程度） ll第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第32頁(yè)/共69頁(yè)AFll 引進(jìn)比例常數(shù)E，且注意到F = FN，有 EAlFlN胡克定律(

18、Hookes law),適用于拉(壓)桿。 式中：E 稱為彈性模量(modulus of elasticity)，由實(shí)驗(yàn)測(cè)定，其單位為Pa；EA 桿的拉伸(壓縮)剛度。胡克定律(Hookes law) 工程中常用材料制成的拉(壓)桿，當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)材料的某一特征值(“比例極限”)時(shí)，若兩端受力第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第33頁(yè)/共69頁(yè)胡克定律的另一表達(dá)形式： AFEllN1Es單軸應(yīng)力狀態(tài)下的胡克定律 ss第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮低碳鋼(Q235)： GPa210GPa200Pa1010. 2Pa1000. 21111E第34頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼(Q235)：n

19、 = 0.240.28。 亦即 n -橫向變形因數(shù)(泊松比)(Poissons ratio) 單軸應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)應(yīng)力不超過(guò)材料的比例極限時(shí)，某一方向的線應(yīng)變 與和該方向垂直的方向(橫向)的線應(yīng)變的絕對(duì)值之比為一常數(shù)，此比值稱為橫向變形因數(shù)或泊松比(Poissons ratio)：第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第35頁(yè)/共69頁(yè)2. .5 兩種典型材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能兩種典型材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能 . 材料的拉伸和壓縮試驗(yàn) 拉伸試樣 圓截面試樣：l = 10d 或 l = 5d(工作段長(zhǎng)度稱為標(biāo)距)。 矩形截面試樣： 或 。 Al3 .11Al65. 5第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向

20、拉伸和壓縮第36頁(yè)/共69頁(yè)第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第37頁(yè)/共69頁(yè). 低碳鋼試樣的拉伸圖及低碳鋼的力學(xué)性能 拉伸圖 縱坐標(biāo)試樣的抗力F(通常稱為荷載) 橫坐標(biāo)試樣工作段的伸長(zhǎng)量 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第38頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼試樣在整個(gè)拉伸過(guò)程中的四個(gè)階段： (1) 階段彈性階段 變形完全是彈性的，且l與F成線性關(guān)系，即此時(shí)材料的 力學(xué)行為符合胡克定律。第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第39頁(yè)/共69頁(yè) (2) 階段屈服階段 在此階段伸長(zhǎng)變形急劇增大，但抗力只在很小范圍內(nèi)波動(dòng)。 此階段產(chǎn)生的變形是不可恢復(fù)的所謂塑性變形；在拋光的試樣表面上可見(jiàn)大

21、約與軸線成45的滑移線( ，當(dāng)=45時(shí)a 的絕對(duì)值最大)。asta2sin20第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第40頁(yè)/共69頁(yè)(3) 階段強(qiáng)化階段 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第41頁(yè)/共69頁(yè)卸載及再加載規(guī)律 若在強(qiáng)化階段卸載，則卸載過(guò)程中Fl關(guān)系為直線?？梢?jiàn)在強(qiáng)化階段中，l=le+lp。 卸載后立即再加載時(shí)，F(xiàn)l關(guān)系起初基本上仍為直線(cb)，直至當(dāng)初卸載的荷載冷作硬化現(xiàn)象。試樣重新受拉時(shí)其斷裂前所能產(chǎn)生的塑性變形則減小。 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第42頁(yè)/共69頁(yè) (4) 階段局部變形階段 試樣上出現(xiàn)局部收縮頸縮，并導(dǎo)致斷裂。 第二章第二章 軸

22、向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第43頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼的應(yīng)力應(yīng)變曲線(s 曲線) 為消除試件尺寸的影響，將低碳鋼試樣拉伸圖中的縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)換算為應(yīng)力s和應(yīng)變，即 ， 其中：A試樣橫截面的原面積， l試樣工作段的原長(zhǎng)。 AFsll第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第44頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼 s曲線上的特征點(diǎn)： 比例極限sp(proportional limit) 彈性極限se(elastic limit)屈服極限ss (屈服的低限) (yield limit)強(qiáng)度極限sb(拉伸強(qiáng)度)(ultimate strength)Q235鋼的主要強(qiáng)度指標(biāo)：ss = 240 MPa，sb = 390 M

23、Pa第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第45頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼拉伸破壞第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮低碳鋼拉伸試件 第46頁(yè)/共69頁(yè)第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第47頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼的塑性指標(biāo)： 伸長(zhǎng)率 %1001lll斷面收縮率：%1001AAAA1斷口處最小橫截面面積。 Q235鋼：60%1 l第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮Q235鋼： %30%20(通常 5%的材料稱為塑性材料)第48頁(yè)/共69頁(yè). 其他金屬材料在拉伸時(shí)的力學(xué)性能 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第49頁(yè)/共69頁(yè)由s曲線可見(jiàn)： 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向

24、拉伸和壓縮材料錳鋼強(qiáng)鋁退火球墨鑄鐵彈性階段屈服階段強(qiáng)化階段局部變形階段伸長(zhǎng)率%5%5%5第50頁(yè)/共69頁(yè)sp0.2(規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力，屈服強(qiáng)度)用于無(wú)屈服階段的塑性材料 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第51頁(yè)/共69頁(yè)割線彈性模量 用于基本上無(wú)線彈性階段的脆性材料 脆性材料拉伸時(shí)的唯一強(qiáng)度指標(biāo)： sb基本上就是試樣拉斷時(shí)橫截面上的真實(shí)應(yīng)力。 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮鑄鐵拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線第52頁(yè)/共69頁(yè)鑄鐵拉伸破壞斷口第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第53頁(yè)/共69頁(yè)試驗(yàn)設(shè)備 ：(1) 萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：強(qiáng)迫試樣變形并測(cè)定試樣的抗力。 (2) 變形儀：

25、將試樣的微小變形放大后加以顯示的儀器。 壓縮試樣 圓截面短柱(用于測(cè)試金屬材料的力學(xué)性能) 31dl正方形截面短柱(用于測(cè)試非金屬材料的力學(xué)性能) 31bl第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮2. .6 兩種典型材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能兩種典型材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能 第54頁(yè)/共69頁(yè). 金屬材料在壓縮時(shí)的力學(xué)性能 低碳鋼拉、壓時(shí)的ss基本相同。 低碳鋼壓縮時(shí)s的曲線 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第55頁(yè)/共69頁(yè)低碳鋼材料軸向壓縮時(shí)的試驗(yàn)現(xiàn)象第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第56頁(yè)/共69頁(yè)第57頁(yè)/共69頁(yè)鑄鐵壓縮時(shí)的sb和 均比拉伸時(shí)大得多；不論拉伸和壓縮時(shí)在較低

26、應(yīng)力下其力學(xué)行為也只近似符合胡克定律?；铱阼T鐵壓縮時(shí)的s曲線第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第58頁(yè)/共69頁(yè) 試樣沿著與橫截面大致成5055的斜截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)而破壞。 材料按在常溫(室溫)、靜荷載(徐加荷載)下由拉伸試驗(yàn)所得伸長(zhǎng)率區(qū)分為塑性材料和脆性材料。 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第59頁(yè)/共69頁(yè)鑄鐵壓縮破壞斷口：第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮鑄鐵壓縮破壞第60頁(yè)/共69頁(yè). 幾種非金屬材料的力學(xué)性能 (1) 混凝土壓縮時(shí)的力學(xué)性能 使用標(biāo)準(zhǔn)立方體試塊測(cè)定端面潤(rùn)滑時(shí)的破壞形式端面未潤(rùn)滑時(shí)的破壞形式第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第61頁(yè)/共69頁(yè) 壓縮強(qiáng)度sb及破壞形式與端面潤(rùn)滑情況有關(guān)。以s曲線上s = 0.4sb的點(diǎn)與原點(diǎn)的連線確定“割線彈性模量”。 混凝土的標(biāo)號(hào)系根據(jù)其壓縮強(qiáng)度標(biāo)定，如C20混凝土是指經(jīng)28天養(yǎng)護(hù)后立方體強(qiáng)度不低于20 MPa的混凝土。 壓縮強(qiáng)度遠(yuǎn)大于拉伸強(qiáng)度。 第二章第二章 軸向拉伸和壓縮軸向拉伸和壓縮第62頁(yè)/共