課件材料力學(xué)第二章

Page1Page2正應(yīng)力與切應(yīng)力(normalstress,shearingstress)FAKFKp§1-4應(yīng)力A內(nèi)的平均應(yīng)力K處的應(yīng)力正應(yīng)力切應(yīng)力應(yīng)力的單位：Pa,常用MPaPage3單向受力純剪切，一點(diǎn)處的應(yīng)力狀態(tài)分析方法：取微體單向應(yīng)力、純剪切與切應(yīng)力互等定理Page4各面上應(yīng)力均勻分布微體處于平衡狀態(tài)1純剪切1，22，yxz11，dxdydz22，Page5切應(yīng)力互等定理：

在微體互垂截面上，垂直于交線的切應(yīng)力數(shù)值相等，方向均指向或離開(kāi)交線。Page6構(gòu)件受外力時(shí)單元體(微體)會(huì)產(chǎn)生變形棱邊長(zhǎng)度改變abb’棱邊夾角改變abb’§1-5應(yīng)變用正應(yīng)變(normalstrain)和切應(yīng)變(shearingstrain)來(lái)描述微體的變形Page7棱邊長(zhǎng)度改變abb’ab線段的平均正應(yīng)變a點(diǎn)沿ab方向的正應(yīng)變直角bac的改變量——直角bac的切應(yīng)變棱邊夾角改變cc’abPage8胡克定律(Hooke’slaw)單向受力純剪切abb’§1-6胡克定律應(yīng)力：正應(yīng)力，切應(yīng)力應(yīng)變：正應(yīng)變，切應(yīng)變彈性(楊氏)模量切變模量Page9思考題：求a,b,c面上的切應(yīng)力，并標(biāo)明方向。abc450450Page10abc450450切應(yīng)力互等定理：

在微體互垂截面上，垂直于交線的切應(yīng)力數(shù)值相等，方向均指向或離開(kāi)交線。Page11構(gòu)件受外力時(shí)單元體(微體)會(huì)產(chǎn)生變形棱邊長(zhǎng)度改變abb’棱邊夾角改變abb’§1-5應(yīng)變用正應(yīng)變(normalstrain)和切應(yīng)變(shearingstrain)來(lái)描述微體的變形Page12棱邊長(zhǎng)度改變abb’ab線段的平均正應(yīng)變a點(diǎn)沿ab方向的正應(yīng)變直角bac的改變量——直角bac的切應(yīng)變棱邊夾角改變cc’abPage13胡克定律(Hooke’slaw)單向受力純剪切abb’§1-6胡克定律應(yīng)力：正應(yīng)力，切應(yīng)力應(yīng)變：正應(yīng)變，切應(yīng)變彈性(楊氏)模量切變模量Page14

桿件變形的基本形式軸向拉伸與壓縮扭轉(zhuǎn)

彎曲Page15

桿件的組合變形P壓彎組合彎扭組合PPage16本講內(nèi)容§2-1引言第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能§2-2拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理§2-3材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能§2-4材料拉壓力學(xué)性能的進(jìn)一步研究Page17工程實(shí)例：房屋支撐結(jié)構(gòu)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)連桿第二章軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能§2-1引言Page18橋梁飛機(jī)起落架Page19桿件受力特點(diǎn)：外力或其合力的作用線沿桿件軸線桿件變形特點(diǎn)：軸向伸長(zhǎng)或縮短問(wèn)題：在工程實(shí)際中，如何選材以及如何設(shè)計(jì)拉壓桿的尺寸？軸向載荷軸向拉伸或壓縮以軸向拉壓為主要變形的桿件——拉壓桿基本概念：Page20回顧歷史：伽利略指出：1.如果C的重量越來(lái)越大，桿件最后總會(huì)象繩索一樣斷開(kāi)；2.同樣粗細(xì)的麻繩、木桿、石條、金屬棒的承載能力各不相同；直桿簡(jiǎn)單拉伸實(shí)驗(yàn)3.相同材料制成的桿件，承載能力與橫截面積成正比，與其長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。伽利略像Page21拉壓桿橫截面上內(nèi)力(軸力)分析：FFmm軸力的符號(hào)規(guī)定：拉為正，壓為負(fù)FFNFFNPage22軸力圖F2FFABC2FF--ABC軸力圖的兩要素：大小，符號(hào)Page23求任一截面上的軸力，并畫(huà)出軸力圖。考慮自重，密度為，橫截面積為A,長(zhǎng)度為L(zhǎng)。xgAFNx+gAL例題：Page24AB桿繞CD軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求AB桿上任一橫截面上的軸力并畫(huà)出軸力圖。ABCDFNx例題：dPage25CBA粗桿C’B’A’思考：

桿AB與桿A’B’材料相同，桿A’B’的截面積大于桿AB的截面積。細(xì)桿1、若所掛重物的重量相同，哪根桿危險(xiǎn)？2、若C’的重量大于C的重量，哪根桿危險(xiǎn)？Page26

觀察拉壓桿受力時(shí)的變形特點(diǎn)：假設(shè)：

1.縱線與橫線仍為直線，橫線仍垂直于縱線；2.橫線沿軸線方向平移。觀察結(jié)果：——平面假設(shè)橫截面仍保持為平面，且仍垂直于桿件軸線；FFPage27平面假設(shè)正應(yīng)變沿橫截面均勻分布橫截面上沒(méi)有切應(yīng)變Page28

材料力學(xué)應(yīng)力分析的基本方法：內(nèi)力構(gòu)成關(guān)系靜力學(xué)方程變形關(guān)系幾何方程應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系物理方程試驗(yàn)觀察提出假設(shè)試驗(yàn)驗(yàn)證Page29討論：FFxqqFxPage30兩端受均勻分布載荷時(shí)錐形桿x方向正應(yīng)力分布情況=11o=2.8o=5.8oFFx錐度15o時(shí)，與的相對(duì)誤差<5%Page31qqFx該公式的適用范圍：1.等截面細(xì)長(zhǎng)直桿受軸向載荷；

(一般也適用于錐度較小(

15o)的變截面桿)2.若軸向載荷沿橫截面非均勻分布，則所取截面應(yīng)遠(yuǎn)離載荷作用區(qū)域一般l/h5時(shí)，可近似使用拉壓桿應(yīng)力公式Page32局部效應(yīng)原理：qhqhqqhxx123