材料力學(xué)課件 第二章軸向拉伸與壓縮

1、第二章 軸向拉伸(l shn)與壓縮材料力學(xué)(ci lio l xu)1共九十七頁 第二章 軸向拉伸(l shn)與壓縮 21 引言22 橫截面(jimin)上內(nèi)力和應(yīng)力23 拉壓桿的強(qiáng)度條件2-4 拉壓桿的變形 胡克定律 2-8 拉伸、壓縮超靜定問題2-5 材料拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能2-6 溫度和時(shí)間對材料力學(xué)性能的影響拉壓習(xí)題課2共九十七頁拉壓21 引言(ynyn)軸向拉壓的受力特點(diǎn)(tdin)：外力的合力作用線與桿的軸線重合。一、概念軸向拉壓的變形特點(diǎn)：軸向拉伸：桿的變形是軸向伸長，橫向縮短。軸向壓縮：桿的變形是軸向縮短，橫向變粗。3共九十七頁拉壓軸向壓縮，對應(yīng)的外力(wil)稱為壓力。

2、軸向拉伸，對應(yīng)的外力稱為(chn wi)拉力。力學(xué)模型如圖4共九十七頁拉壓工程實(shí)例二、5共九十七頁拉壓6共九十七頁拉壓一、內(nèi)力 指由外力作用(wi l zu yn)所引起的、物體內(nèi)相鄰部分之間分布內(nèi)力系的合成（附加內(nèi)力）。22 橫截面上的內(nèi)力(nil)和應(yīng)力7共九十七頁拉壓二、截面(jimin)法 軸力 內(nèi)力的計(jì)算(j sun)是分析構(gòu)件強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性等問題的基礎(chǔ)。求內(nèi)力的一般方法是截面法。1. 截面法的基本步驟： 截開：在所求內(nèi)力處，假想地用截面將桿件切開。代替：任取一部分，棄去部分對留下部分的作用，以內(nèi)力 （力或力偶）代替。平衡：對留下的部分建立平衡方程，求未知內(nèi)力。 （此時(shí)截開面上的

3、內(nèi)力對所留部分而言是外力） 8共九十七頁拉壓2. 軸力軸向拉壓桿的內(nèi)力(nil)，用N 表示。例如(lr)： 截面法求N。 APP簡圖APPPAN截開：代替：平衡：9共九十七頁反映出軸力與截面位置的變化關(guān)系，較直觀；反映出最大軸力的數(shù)值及其所在面的位置，即危險(xiǎn)截面位置，為強(qiáng)度計(jì)算提供(tgng)依據(jù)。拉壓三、 軸力圖(lt) N (x) 的圖象表示。3. 軸力的正負(fù)規(guī)定: N 與外法線同向,為正軸力(拉力)N與外法線反向,為負(fù)軸力(壓力)N0NNN0NNNxP+意義10共九十七頁拉壓例1 圖示桿的A、B、C、D點(diǎn)分別作用著大小(dxio)為5P、8P、4P、 P 的力，方向如圖，試畫出桿的軸力

4、圖。解： 求OA段內(nèi)力N1：設(shè)置(shzh)截面如圖ABCDPAPBPCPDOABCDPAPBPCPDN111共九十七頁拉壓同理，求得AB、BC、CD段內(nèi)力(nil)分別為： N2= 3PN3= 5PN4= P軸力圖(lt)如右圖BCDPBPCPDN2CDPCPDN3DPDN4Nx2P3P5PP+12共九十七頁拉壓軸力(圖)的簡便(jinbin)求法： 自左向右:軸力圖的特點(diǎn)：突變(tbin)值 = 集中載荷 遇到向左的P， 軸力N 增量為正；遇到向右的P ， 軸力N 增量為負(fù)。5kN8kN3kN+3kN5kN8kN13共九十七頁拉壓解：x 坐標(biāo)向右為正，坐標(biāo)原點(diǎn)在 自由端。取左側(cè)(zu c)

5、x 段為對象，內(nèi)力N(x)為：qq LxO例2 圖示桿長為L，受分布力 q = kx 作用(zuyng)，方向如圖，試畫出 桿的軸力圖。Lq(x)Nxxq(x)NxO14共九十七頁拉壓四、應(yīng)力(yngl)的概念問題(wnt)提出：PPPP1. 內(nèi)力大小不能衡量構(gòu)件強(qiáng)度的大小。2. 強(qiáng)度：內(nèi)力在截面分布集度應(yīng)力； 材料承受荷載的能力。1. 定義：由外力引起的（構(gòu)件某截面上一點(diǎn)處）內(nèi)力集度。15共九十七頁拉壓 工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均勻分布，集度的定義不僅準(zhǔn)確而且重要(zhngyo)，因?yàn)椤捌茐摹被颉笆А蓖鶑膬?nèi)力集度最大處開始。PAM平均(pngjn)應(yīng)力 (A上平均內(nèi)力集度)全應(yīng)力

6、（總應(yīng)力）： (M點(diǎn)內(nèi)力集度)2. 應(yīng)力的表示：16共九十七頁拉壓全應(yīng)力(yngl)分解為：pM垂直于截面的應(yīng)力稱為“正應(yīng)力” (Normal Stress)；位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱為“剪應(yīng)力”(Shear Stress)。 應(yīng)力(yngl)單位：Pa = N/m2 M Pa = 106 N/m2 G Pa = 109 N/m217共九十七頁拉壓變形(bin xng)前1. 變形規(guī)律試驗(yàn)(shyn)及平面假設(shè)：平面假設(shè)：原為平面的橫截面在變形后仍為平面。 （直桿在軸向拉壓時(shí)） abcd受載變形后：各縱向纖維變形相同。PP d ac b五、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力18共九十七頁拉壓均勻材料、均勻變形

7、，內(nèi)力(nil)當(dāng)然均勻分布，即各點(diǎn)應(yīng)力相同。2. 拉伸(l shn)應(yīng)力：sNP軸力引起的正應(yīng)力 ： 在橫截面上均布。危險(xiǎn)截面：內(nèi)力最大的面，截面尺寸最小的面。危險(xiǎn)點(diǎn)：應(yīng)力最大的點(diǎn)。3. 危險(xiǎn)截面及最大工作應(yīng)力：拉正壓負(fù).19共九十七頁拉壓5. 應(yīng)力(yngl)集中（Stress Concentration）： 在截面尺寸突變處，應(yīng)力(yngl)急劇變大。4. Saint-Venant原理：離開載荷作用點(diǎn)一定距離，應(yīng)力分布與大小不受外載荷作用方式的影響。變形示意圖：(紅色實(shí)線為變形前的線，紅色虛線為紅色實(shí)線變形后的形狀。)應(yīng)力分布示意圖：20共九十七頁拉壓一、應(yīng)力(yngl)的概念 23 拉

8、（壓）桿的強(qiáng)度(qingd)條件問題提出：PPPP1. 內(nèi)力大小不能衡量構(gòu)件強(qiáng)度的大小。2. 強(qiáng)度：內(nèi)力在截面分布集度應(yīng)力； 材料承受荷載的能力。1. 定義：由外力引起的（構(gòu)件某截面上一點(diǎn)處）內(nèi)力集度。21共九十七頁拉壓 工程構(gòu)件，大多數(shù)情形下，內(nèi)力并非均勻分布，集度的定義不僅準(zhǔn)確而且(r qi)重要，因?yàn)椤捌茐摹被颉笆А蓖鶑膬?nèi)力集度最大處開始。PAM平均(pngjn)應(yīng)力 (A上平均內(nèi)力集度)全應(yīng)力（總應(yīng)力）： (M點(diǎn)內(nèi)力集度)2. 應(yīng)力的表示：22共九十七頁拉壓全應(yīng)力(yngl)分解為：pM垂直于截面的應(yīng)力稱為“正應(yīng)力” (Normal Stress)；位于截面內(nèi)的應(yīng)力稱為“剪應(yīng)力”(

9、Shear Stress)。 應(yīng)力(yngl)單位：Pa = N/m2 M Pa = 106 N/m2 G Pa = 109 N/m223共九十七頁拉壓變形(bin xng)前1. 變形(bin xng)規(guī)律試驗(yàn)及平面假設(shè)：平面假設(shè)：原為平面的橫截面在變形后仍為平面。 （直桿在軸向拉壓時(shí)） abcd受載變形后：各縱向纖維變形相同。PP d ac b二、拉（壓）桿橫截面上的應(yīng)力24共九十七頁拉壓均勻材料、均勻變形，內(nèi)力(nil)當(dāng)然均勻分布，即各點(diǎn)應(yīng)力相同。2. 拉伸(l shn)應(yīng)力：sNP軸力引起的正應(yīng)力 ： 在橫截面上均布。危險(xiǎn)截面：內(nèi)力最大的面，截面尺寸最小的面。危險(xiǎn)點(diǎn)：應(yīng)力最大的點(diǎn)。3

10、. 危險(xiǎn)截面及最大工作應(yīng)力：拉正壓負(fù).25共九十七頁拉壓5. 應(yīng)力(yngl)集中（Stress Concentration）： 在截面尺寸突變(tbin)處，應(yīng)力急劇變大。4. Saint-Venant原理：離開載荷作用點(diǎn)一定距離，應(yīng)力分布與大小不受外載荷作用方式的影響。變形示意圖：(紅色實(shí)線為變形前的線，紅色虛線為紅色實(shí)線變形后的形狀。)應(yīng)力分布示意圖：26共九十七頁拉壓二、安全系數(shù)(nqun xsh)n ：靜載: n = 1.25 2.5一、極限應(yīng)力(yngl)sjx：指材料破壞時(shí)的應(yīng)力.三、許用應(yīng)力： 動(dòng)載: n = 2 3.5 or 3 9 (危險(xiǎn)性大) 桿件能安全工作的應(yīng)力最大值

11、采用安全系數(shù)原因: 1.極限應(yīng)力的差異. 2. 橫截面尺寸的差異. 3.載荷估計(jì)不準(zhǔn). 4.應(yīng)力計(jì)算的近似性. 5.構(gòu)件與工程的重要性. 6.減輕設(shè)備自重的要求. n安全 n經(jīng)濟(jì) 23 拉（壓）桿的強(qiáng)度條件27共九十七頁拉壓其中 max-（危險(xiǎn)點(diǎn)的）最大工作(gngzu)應(yīng)力設(shè)計(jì)截面(jimin)尺寸：依強(qiáng)度準(zhǔn)則可進(jìn)行三種強(qiáng)度計(jì)算：校核強(qiáng)度：確定許可載荷： 四、強(qiáng)度條件(拉壓桿)： 五、三類強(qiáng)度問題： 28共九十七頁拉壓例3 已知一圓桿受拉力P =25 k N，直徑 d =14mm，許用應(yīng)力 =170MPa，試校核此桿是否滿足強(qiáng)度(qingd)要求。解： 軸力：N = P =25kN應(yīng)力(yn

12、gl)：強(qiáng)度校核：結(jié)論：此桿滿足強(qiáng)度要求，能夠正常工作。29共九十七頁拉壓例4 已知三鉸屋架如圖，承受豎向均布載荷，載荷的分布集度為：q =4.2kN/m，屋架中的鋼拉桿(lgn)直徑 d =16 mm，許用應(yīng)力=170M Pa。 試校核剛拉桿的強(qiáng)度。鋼拉桿(lgn)4.2mq8.5m30共九十七頁拉壓 整體平衡求支反力解：鋼拉桿(lgn)8.5mq4.2mRARBHA31共九十七頁拉壓應(yīng)力(yngl)：強(qiáng)度校核(xio h)與結(jié)論：此桿滿足強(qiáng)度要求，是安全的。 局部平衡求 軸力： qRAHARCHCN32共九十七頁拉壓例5 簡易起重機(jī)構(gòu)如圖，AC為剛性(n xn)梁，吊車與吊起重物總重為P，

13、為使 BD桿最輕，角 應(yīng)為何值？ 已知 BD 桿的許用應(yīng)力為。分析(fnx)：xLhqPABCD33共九十七頁拉壓 BD桿面積(min j)A：解： BD桿內(nèi)力(nil)N(q )： 取AC為研究對象，如圖 YAXAqNBxLPABCBD桿 軸力最大值:34共九十七頁拉壓YAXAqNBxLPABC 求VBD 的最小值：35共九十七頁拉壓*拉(壓)桿斜截面(jimin)上的應(yīng)力設(shè)有一等直桿受拉力(ll)P作用。求：斜截面k-k上的應(yīng)力。 PPkka采用截面法切開,左部平衡由平衡方程：Pa=P則：Aa：斜截面面積；Pa：斜截面上內(nèi)力。由幾何關(guān)系：代入上式，得：其中 s0 為 a =0 面,即橫截面

14、上的正應(yīng)力.PkkaPa仿照證明橫截面上正應(yīng)力均布也可證斜截面36共九十七頁拉壓PPkka斜截面上全應(yīng)力：PkkaPapa分解(fnji)為：pa = 反映：通過構(gòu)件上一點(diǎn)不同(b tn)截面上應(yīng)力變化情況。當(dāng) = 90時(shí)，當(dāng) = 0,90時(shí)，當(dāng) = 0時(shí)，(橫截面上存在最大正應(yīng)力)當(dāng) = 45時(shí)，(45 斜截面上剪應(yīng)力達(dá)到最大)tasaa37共九十七頁2、單元體：單元體構(gòu)件內(nèi)的點(diǎn)的代表物，是包圍被研究點(diǎn)的 無限小的幾何體，常用的是正六面體。 單元體的性質(zhì)(xngzh)a、平行面上，應(yīng)力均布； b、平行面上，應(yīng)力相等。3、拉壓桿內(nèi)一點(diǎn)(y din)M 的應(yīng)力單元體:1.一點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)：過一點(diǎn)有

15、無數(shù)的截面，這一點(diǎn)的各個(gè)截面 上的應(yīng)力情況，稱為這點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)。補(bǔ)充：拉壓sPMssss38共九十七頁取分離(fnl)體如圖3， a 逆時(shí)針為正； t a 繞研究對象順時(shí)針轉(zhuǎn)為正；由分離體平衡得：拉壓4、拉壓桿斜截面(jimin)上的應(yīng)力ssssx圖339共九十七頁例6 直徑為d =1 cm 桿受拉力P =10 kN的作用，試求最大剪應(yīng)力，并求與橫截面夾角(ji jio)30的斜截面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。解：拉壓桿斜截面(jimin)上的應(yīng)力，直接由公式求之： 拉壓40共九十七頁例7圖示拉桿沿mn由兩部分膠合而成,受力P，設(shè)膠合面的許用拉應(yīng)力為=100MPa ；許用剪應(yīng)力為=50MPa ，并設(shè)桿

16、的強(qiáng)度由膠合面控制,桿的橫截面積為A= 4cm，試問:為使桿承受最大拉力(ll),角值應(yīng)為多大?(規(guī)定: 在060度之間)。聯(lián)立(1)、(2)得：拉壓PPmna解：Pa6030B41共九十七頁(1)、(2)式的曲線如圖(2)，顯然，B點(diǎn)左 側(cè)由正應(yīng)力(yngl)控制桿的強(qiáng)度，B點(diǎn)右側(cè)由剪應(yīng)力控制桿的強(qiáng)度，當(dāng)a=60時(shí)，由(2)式得解(1)、(2)曲線(qxin)交點(diǎn)處：拉壓討論：若Pa6030B142共九十七頁 1、桿的縱向(zn xin)總變形： 3、縱向(zn xin)線應(yīng)變： 2、線應(yīng)變：單位長度的變形量。一、拉壓桿的變形及應(yīng)變24 拉壓桿的變形 胡克定律拉壓abcdLPP d ac b

17、L143共九十七頁5、橫向(hn xin)線應(yīng)變：4、桿的橫向(hn xin)變形：拉壓二、胡克定律 (彈性范圍內(nèi))“EA”稱為桿的抗拉壓剛度。3、泊松比（或橫向變形系數(shù)）1、拉壓桿的胡克定律2、單向應(yīng)力狀態(tài)下的胡克定律E拉壓彈性模量44共九十七頁C1、怎樣(znyng)畫小變形放大圖？變形圖嚴(yán)格(yng)畫法，圖中弧線；求各桿的變形量Li ，如圖；變形圖近似畫法，圖中弧之切線。例8 小變形放大圖與位移的求法。拉壓ABCL1L2PC45共九十七頁2、寫出圖2中B點(diǎn)位移(wiy)與兩桿變形間的關(guān)系拉壓ABCL1L2B解：變形(bin xng)圖如圖2， B點(diǎn)位移至B點(diǎn)，由圖知：46共九十七頁例9

18、設(shè)橫梁ABCD為剛梁，橫截面面積(min j)為 76.36mm 的鋼索繞過無摩擦的定滑輪。設(shè) P=20kN，試求剛索的應(yīng)力和 C點(diǎn)的垂直位移。設(shè)剛索的 E =177GPa。解：方法(fngf)1：小變形放大圖法 1）求鋼索內(nèi)力：以ABCD為對象2) 鋼索的應(yīng)力和伸長分別為：拉壓800400400DCPAB6060PABCDTTYAXA47共九十七頁拉壓CPAB6060800400400DAB6060DBDC3）變形圖如左圖 , C點(diǎn)的垂直(chuzh)位移為：48共九十七頁28 拉伸(l shn)、壓縮超靜定問題1、超靜定問題：單憑靜平衡方程不能確定出全部(qunb)未知力 （外力、內(nèi)力、應(yīng)

19、力）的問題。一、超靜定問題及其處理方法拉壓2、超靜定的處理方法：平衡方程、變形協(xié)調(diào)方程、物理 方程相結(jié)合，進(jìn)行求解。不穩(wěn)定平衡穩(wěn)定平衡靜定問題超靜定問題49共九十七頁例11 設(shè)1、2、3三桿用鉸鏈連接如圖，已知：各桿長為：L1=L2、 L3 =L ；各桿面積(min j)為A1=A2=A、 A3 ；各桿彈性模量為：E1=E2=E、E3。外力沿鉛垂方向，求各桿的內(nèi)力。拉壓CPABD123解：、平衡(pnghng)方程:PAN1N3N250共九十七頁幾何方程變形(bin xng)協(xié)調(diào)方程：物理方程(fngchng)彈性定律：補(bǔ)充方程：由幾何方程和物理方程得。解由平衡方程和補(bǔ)充方程組成的方程組，得:

20、拉壓CABD123A151共九十七頁平衡(pnghng)方程；幾何方程變形協(xié)調(diào)方程；物理方程胡克定律；補(bǔ)充方程：由幾何方程和物理方程得；解由平衡方程和補(bǔ)充方程組成的方程組。拉壓3、超靜定問題的方法(fngf)步驟：52共九十七頁例12 木制短柱的四角用四個(gè)40404的等邊角鋼(jiogng)加固，角鋼(jiogng)和木材的許用應(yīng)力分別為1=160M Pa和2=12MPa，彈性模量分別為E1=200GPa 和 E2 =10GPa；求許可載荷P。幾何(j h)方程物理方程及補(bǔ)充方程：解：平衡方程:拉壓PPy4N1N253共九十七頁P(yáng)Py4N1N2拉壓 解平衡方程(fngchng)和補(bǔ)充方程(fn

21、gchng)，得:求結(jié)構(gòu)的許可載荷(zi h)： 方法1:角鋼面積由型鋼表查得: A1=3.086cm254共九十七頁所以在1=2 的前提下，角鋼將先達(dá)到極限狀態(tài)， 即角鋼決定(judng)最大載荷。求結(jié)構(gòu)的許可(xk)載荷：另外：若將鋼的面積增大5倍，怎樣？ 若將木的邊長變?yōu)?5mm，又怎樣？結(jié)構(gòu)的最大載荷永遠(yuǎn)由鋼控制著。拉壓方法2:55共九十七頁、幾何(j h)方程解：、平衡(pnghng)方程:2、超靜定問題存在裝配應(yīng)力。二、裝配應(yīng)力預(yù)應(yīng)力1、靜定問題無裝配應(yīng)力。拉壓 如圖，3號(hào)桿的尺寸誤差為，求各桿的裝配內(nèi)力。ABC12ABC12DA13A1N1N2N356共九十七頁、物理方程(fng

22、chng)及補(bǔ)充方程： 、解平衡(pnghng)方程和補(bǔ)充方程，得:d拉壓A1N1N2N3AA1、幾何方程57共九十七頁1、靜定問題無溫度(wnd)應(yīng)力。三 、溫度(wnd)應(yīng)力拉壓ABC12CABD1232、超靜定問題存在溫度應(yīng)力。（可自由伸縮）（不可自由伸縮，內(nèi)力 應(yīng)力熱應(yīng)力）58共九十七頁 拉壓aaaaN1N2例13 如圖，階梯鋼桿的上下兩端在T1=5 時(shí)被固定,桿的上下兩段的面積分別 =cm2 ， =cm2，當(dāng)溫度升至T2 =25時(shí),求各桿的溫度應(yīng)力。 (線膨脹系數(shù) =12.5 ； 彈性模量E=200GPa)、幾何(j h)方程：解：、平衡(pnghng)方程：59共九十七頁、物理(w

23、l)方程解平衡方程(fngchng)和補(bǔ)充方程(fngchng)，得:、補(bǔ)充方程、溫度應(yīng)力拉壓60共九十七頁25 材料(cilio)拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性能一、試驗(yàn)條件(tiojin)及試驗(yàn)儀器1、試驗(yàn)條件：常溫(20)；靜載（極其緩慢地加載）；2、試驗(yàn)對象：標(biāo)準(zhǔn)試件。拉壓dh力學(xué)性能：材料在外力作用下,在強(qiáng)度與變形方面表現(xiàn)出的特性。61共九十七頁3、試驗(yàn)設(shè)備：萬能(wnnng)試驗(yàn)機(jī)；變形儀（常用引伸儀）。拉壓62共九十七頁二、低碳鋼試件的拉伸(l shn)圖(P- L圖)三、低碳鋼試件的應(yīng)力-應(yīng)變(yngbin)曲線( - 圖)拉壓63共九十七頁(一) 低碳鋼拉伸(l shn)的彈性階段 (

24、oe段)1、op - 比例(bl)段: p - 比例極限2、pe -曲線段: e - 彈性極限拉壓64共九十七頁(二) 低碳鋼拉伸的屈服(流動(dòng)(lidng)）階段 (es 段) e s -屈服(qf)段: s -屈服極限滑移線：塑性材料的失效應(yīng)力:s 。拉壓65共九十七頁、卸載(xi zi)定律：、-強(qiáng)度(qingd)極限、冷作硬化：、冷拉時(shí)效：(三)、低碳鋼拉伸的強(qiáng)化階段 ( 段) 拉壓66共九十七頁1、延伸率:2、截面(jimin)收縮率：3、脆性(cuxng)、塑性及相對性(四)、低碳鋼拉伸的頸縮（斷裂）階段 (b f 段) 拉壓67共九十七頁四、無明顯屈服(qf)現(xiàn)象的塑性材料 0.2

25、s 0.2名義屈服應(yīng)力: 0.2 ，即此類材料(cilio)的失效應(yīng)力。五、鑄鐵拉伸時(shí)的機(jī)械性能L -鑄鐵拉伸強(qiáng)度極限（失效應(yīng)力）拉壓68共九十七頁六、材料(cilio)壓縮時(shí)的機(jī)械性能y -鑄鐵(zhti)壓縮強(qiáng)度極限； y （4 6） L 拉壓69共九十七頁七、安全系數(shù)(nqun xsh)、容許應(yīng)力、極限應(yīng)力n拉壓1、許用應(yīng)力(yngl)：2、極限應(yīng)力：3、安全系數(shù)：70共九十七頁解：變形量可能已超出了“線彈性”范圍，故，不可再應(yīng)用“彈性定律(dngl)”。應(yīng)如下計(jì)算：例10 銅絲直徑d=2mm，長L=500mm， 材料的拉伸曲線(qxin)如圖所示。如欲使銅絲的伸長為30mm， 則大約需

26、加多大的力P？ 由拉伸圖知：拉壓s(MPa)e(%)71共九十七頁一、溫度對材料力學(xué)性能(xngnng)的影響（短期，靜載下）材料力學(xué)性能(xngnng)的進(jìn)一步分析26 溫度和時(shí)間對材料力學(xué)性能的影響 但在260以前隨溫度的升高， b反而增大，同時(shí)、卻減小。但象低碳鋼這種在260以前的特征，并非所有的鋼材都具有?？傏厔?溫度升高,E、S 、b下降； 、 增大。0 100 200 300 400 500216177137700600500400300200100100908070605040302010Ed72共九十七頁材料力學(xué)性能(xngnng)的進(jìn)一步分析溫度(wnd)對鉻錳合金力學(xué)性能的

27、影響20001750150012501000 750 500 250 0-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 20001750150012501000 750 500 250 0-200 -100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 d8070605040302010073共九十七頁材料力學(xué)性能(xngnng)的進(jìn)一步分析 P(kN)-0 5 10 15 302010 0 Dl(mm)-0 5 10 15 302010 0 P(kN) Dl(mm)溫度降低(jingd)，塑性降低(jingd)，強(qiáng)度極限提高74共

28、九十七頁1、蠕變： 在高溫和長期靜載作用下，即使構(gòu)件(gujin)上的應(yīng)力不變，塑性變形卻隨時(shí)間而緩慢增加，直至破壞。這種現(xiàn)象稱為蠕變。注意(zh y)：應(yīng)力沒增加，桿自己在長長！材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析P經(jīng)過較長時(shí)間后P加靜載二、蠕變與松馳（高溫，長期靜載下）75共九十七頁材料力學(xué)(ci lio l xu)性能的進(jìn)一步分析構(gòu)件的工作段不能超過(chogu)穩(wěn)定階段！ e tOABCDE不穩(wěn)定階段穩(wěn)定階段加速階段破壞階段 e0材料的蠕變曲線76共九十七頁材料力學(xué)性能(xngnng)的進(jìn)一步分析應(yīng)力不變溫度越高蠕變越快T1T2T3T4s1s2s3s4溫度不變應(yīng)力越高蠕變越快蠕變(r bin)變形

29、是不可恢復(fù)的塑性變形。77共九十七頁2、應(yīng)力松弛： 在一定的高溫下，構(gòu)件上的總變形不變時(shí)，彈性變形會(huì)隨時(shí)間而轉(zhuǎn)變(zhunbin)為塑性變形（原因?yàn)槿渥儯?，從而使?gòu)件內(nèi)的應(yīng)力變小。這種現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。桿也是自己(zj)長了一段！材料力學(xué)性能的進(jìn)一步分析經(jīng)過較長時(shí)間后卸載加靜載78共九十七頁材料力學(xué)(ci lio l xu)性能的進(jìn)一步分析溫度不變e2e1e3初應(yīng)力越大，松弛的初速率越大初始彈性應(yīng)變不變T1T3T2溫度越高，松弛的初速率越大79共九十七頁一、軸向拉壓桿的內(nèi)力(nil)及軸力圖1、軸力的表示(biosh)?2、軸力的求法?3、軸力的正負(fù)規(guī)定?拉壓和剪切習(xí)題課為什么畫軸力圖?應(yīng)注意

30、什么?4、軸力圖：N=N(x)的圖象表示?PANBC簡圖APPNxP+拉壓80共九十七頁軸力的簡便求法: 以x點(diǎn)左側(cè)(zu c)部分為對象,x點(diǎn)的內(nèi)力N(x)由下式計(jì)算: 其中(qzhng)“P()”與“P()”均為x點(diǎn)左側(cè)與右側(cè)部分的所有外力。 拉壓81共九十七頁例1 圖示桿的A、B、C、D點(diǎn)分別作用著5P、8P、4P、P的力，方向(fngxing)如圖，試畫出桿的軸力圖。ABCDO5P4PP8PNx3P5PP2P拉壓82共九十七頁應(yīng)力(yngl)的正負(fù)規(guī)定?1、橫截面上的應(yīng)力(yngl):二、拉壓桿的應(yīng)力危險(xiǎn)截面及最大工作應(yīng)力?2、拉壓桿斜截面上的應(yīng)力Saint-Venant原理?應(yīng)力集中

31、?sN(x)Px拉壓83共九十七頁三、強(qiáng)度設(shè)計(jì)(shj)準(zhǔn)則（Strength Design Criterion）：1、強(qiáng)度設(shè)計(jì)(shj)準(zhǔn)則?校核強(qiáng)度：設(shè)計(jì)截面尺寸：設(shè)計(jì)載荷：拉壓84共九十七頁1、等內(nèi)力(nil)拉壓桿的胡克定律2、變內(nèi)力(nil)拉壓桿的胡克定律3、單向應(yīng)力狀態(tài)下的胡克定律四、拉壓桿的變形及應(yīng)變N(x)dxxPP拉壓85共九十七頁4、泊松比（或橫向(hn xin)變形系數(shù)）5、小變形放大(fngd)圖與位移的求法CABCL1L2PC拉壓86共九十七頁裝配(zhungpi)應(yīng)力預(yù)應(yīng)力裝配(zhungpi)溫度平衡方程；幾何方程變形協(xié)調(diào)方程；物理方程胡克定律；補(bǔ)充方程：由幾何方程和物理方程得；解由平衡方程和補(bǔ)充方程組成的方程組。6、超靜定問題的方法步驟：拉