材料力学2拉压剪ppt课件

xx,复习,1、在弹性范围内，变形与力之间的关系（胡克定律）,2.在弹性范围内，纵向应变x与横向应变y之间关系,3.简单桁架的节点位移,4.三类强度问题：强度校核、强度设计和确定许可载荷,xx,第2章拉压、剪切,2-6材料拉伸和压缩时材料的力学性能2-7拉压杆件的超静定问题,xx,2-6材料拉伸和压缩时的力学性能,xx,力学性能：材料在受力后表现出的变形和破坏特性。不同的材料具有不同的力学性能,材料的力学性能可通过实验得到：,常温静载下的拉伸压缩试验,主要仪器设备：万能试验机,2-6材料拉伸和压缩时的力学性能,为什么要研究材料的力学性能？为构件设计提供合理选用材料的依据。,xx,拉伸标准试样,压缩试件很短的圆柱型：h=(1.5-3.0)d,2-6材料拉伸和压缩时的力学性能,圆截面：,方截面：,低碳钢或铸铁,xx,试验装置:万能试验机,变形传感器,2-6材料拉伸和压缩时的力学性能,万能试验机可以对材料进行拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、刺破、低周疲劳等力学试验,xx,拉伸试验与拉伸图(F-Dl曲线),2-6材料拉伸和压缩时的力学性能,力-变形关系图受几何尺寸的影响，一般给出应力应变关系图,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质,xx,、弹性阶段:oA,oA为直线段:AA为微弯曲线段。,比例极限；弹性极限。,低碳钢轴向拉伸时的力学性质(四个阶段),一、低碳钢拉伸时的力学性质,P与e的值很接近，但意义不同，计算不作严格区别,一个规律：oA应力应变成正比一个性能指标：E,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质,、屈服阶段:AC。,应力超过A点后，-曲线渐变弯，到达B点后，应力在不增加的情况下变形增加很快，-曲线上出现一条波浪线。变形大部分为不可恢复的塑性变形。,这种应力基本保持不变而应变显著增加的现象称为屈服,屈服极限,屈服段内最低的应力值。,xx,屈服阶段试件表面出现45度角的滑移线,一、低碳钢拉伸时的力学性质,、屈服阶段:AC。,一个现象：屈服现象一个性能指标：屈服极限,滑移线,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质,?,塑性材料拉伸时为什么会出现45度滑移线？,拉伸时与杆轴成45度角的斜截面上，切应力最大。,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质,、强化阶段：CD,b强度极限(拉伸过程中最高的应力值）。,过屈服阶段后，材料又恢复了抵抗变形的能力，要使它继续变形必须增加拉力。这种现象称为材料的强化,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质-卸载、再加载,卸载定律：当拉伸超过屈服阶段后，如果逐渐卸载，在卸载过程中，应力和应变将按直线规律变化。,冷作硬化：在常温下将钢材拉伸超过屈服阶段，卸载后短期内又继续加载，材料的比例极限提高而塑性变形降低的现象。,、强化阶段（卸载、再加载）,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质,、强化阶段：CD,一个规律：卸载规律,一个现象：冷作硬化,一个性能指标：强度极限b,xx,、局部变形阶段：DE,颈缩与断裂,一、低碳钢拉伸时的力学性质,过D点后，试样在某一段内的横截面面积显箸地收缩，出现颈缩现象.一直到试样被拉断.,由于颈缩，截面显著变细荷载随之降低，到达E点试件断裂。,xx,一、低碳钢拉伸时的力学性质-局部变形阶段,伸长率,l试验段原长（标距）Dl0试验段残余变形,断面收缩率,A试验段横截面原面积A1断口的横截面面积,拉断后对拢，弹性变形消失，塑性变形保留，可测得两个塑性指标：,塑性材料：d5%例如低碳钢与硬铝等脆性材料：d平衡方程数,2-7拉压杆件的超静定问题,xx,已知：杆1、2的抗拉压刚度相等为EA，杆3横截面面积为A3，弹性模量为E3，杆3长为L。求：三杆内力,解：,变形协调方程,L1,L2,L3,2-7拉压杆件的超静定问题例1,xx,2-7拉压杆件的超静定问题例1,xx,已知：杆长为L,横截面面积为A弹性模量为E。,求：在力P作用下杆内力。,解：,变形协调方程,2-7拉压杆件的超静定问题例2,xx,例题1图示等直杆AB的两端分别与刚性支承连结.设两支承的距离（即杆长）为l，杆的横截面面积为A，材料的弹性模量为E，线膨胀系数为.试求温度升高T时杆内的温度应力.,2-7拉压杆件的超静定问题温度应力,温度变化引起的变形量:,温度应力：由温度引起杆变形而产生的应力（热应力）。,:热膨胀系数,热应变:,静定结构没有温度应力;超静定结构才有温度应力,xx,解这是一次超静定问题,变形相容条件是，杆的总长度不变.即,杆的变形为两部分，即由温度升高引起的变形lT以及与轴向压力FR相应的弹性变形lF,2-7拉压杆件的超静定问题温度应力,xx,(1)变形几何方程,(3)补充方程,(4)温度内力,(2)物理方程,由此得温度应力,2-7拉压杆件的超静定问题温度应力,xx,装配应力：,由于构件制造尺寸产生的制造误差，在装配时产生变形而引起的应力。,静定结构没有装配应力;超静定结构才有装配应力,2-7拉压杆件的超静定问题装配应力,xx,2-7拉压杆件的超静定问题装配应力,例：已知：各杆长为：；A1、A2、A3；E1、E2、E3。3杆的尺寸误差为，求:各杆的装配内力。,xx,代表杆3的伸长,代表杆1或杆2的缩短,代表装配后A点的位移,(1)变形