拉压杆受扭轴组合变形.ppt

(1)轴力,拉压杆横截面上的内力FN的作用线与杆轴线重合，故称为轴力。规定：轴力是拉力时为正，压力时为负。,(2)轴力图,轴力与横截面位置关系的图线，称为轴力图，也称FN图。通常将正的轴力画在上方，负的画在下方。,1. 拉压杆的内力,拉压杆,取出 取截开后的任一部分作为研究对象。,代替 把弃去部分对留下部分的作用以截面上的内力代替。,平衡 列出研究对象的静力平衡方程，解出需求的内力。,截开 沿需要求内力的截面，假想地将构件截开成两部分。,（3）截面法是求构件内力的基本方法。用截面法求构件内力可分为以下四个步骤：,2. 拉压杆的应力,（1）应力的概念,截面上某点处内力的密集程度（集度）称为该点处的应力。,应力的法向分量 称为正应力，切向分量 称为切应力。,（2）拉压杆横截面上的正应力,1) 横截面上正应力的计算公式,2) 横截面上正应力的分布规律：均匀分布,3. 拉压杆的变形,（1）纵向变形和胡克定律,当杆的变形为弹性变形时，杆的纵向变形l与外力F及杆的原长l成正比，而与杆的横截面面积A成反比。,在弹性限度内，正应力与线应变成正比。,（2）横向变形,当杆的变形为弹性变形时，横向线应变与纵向线应变的绝对值之比是一个常数。,4. 材料在拉压时的力学性能,（1）强度指标,塑性材料：s或0.2,脆性材料：b和c,（2）塑性指标,延伸率：,断面收缩率：,（3）弹性指标,弹性模量E、泊松比和切变模量G。,（4）塑性材料和脆性材料的主要区别,1）塑性材料的延伸率大，塑性好；脆性材料的延伸率小，塑性差。塑性材料适宜制作需进行锻压、冷拉或受冲击荷载、动力荷载的构件，而脆性材料不宜。,2）塑性材料在屈服阶段前抗拉压能力基本相同，使用范围广。受拉构件一般采用塑性材料；脆性材料抗压能力远大于抗拉能力，且价格低廉又便于就地取材，所以适宜制作受压构件。,（5）安全因数与许用应力,将材料的极限应力除以安全因数得到许用应力，作为材料的强度设计值：,=0/n,5. 拉压杆的强度计算,max,对于等直杆：,（2）三类强度计算问题,强度校核。,设计截面尺寸。,确定许用荷载。,1. 受扭轴的内力,(1) 外力偶矩的计算,(2) 扭矩,受扭轴横截面上存在一个内力偶矩T，称为扭矩。扭矩T的正负号按右手法则确定。,(3) 扭矩图,扭矩与横截面位置关系的图线，称为扭矩图，也称T图。通常将正扭矩画在上方，负扭矩画在下方。,受扭轴,2. 圆轴扭转时的应力与强度计算,（1）横截面上的切应力,1) 切应力的计算公式,2) 切应力的分布规律：沿半径方向线性分布,3）最大切应力,4）极惯性矩和扭转截面系数,圆截面：,圆环形截面：,（2）强度条件,3. 圆轴扭转时的变形和刚度计算,（1）扭转角 和单位长度扭转角,（2）刚度条件,1. 解决组合变形问题的方法,将杆件承受的荷载进行分解或简化，使每一种荷载各自只产生一种基本变形。,分别计算每一种基本变形下的应力和变形。,利用叠加原理，即将这些应力进行叠加，计算杆件危险点处的应力，据此进行强度计算；或计算杆件的最大变形，据此进行刚度计算。,组合