A 03第二章 2 .ppt

Page1 作业 2 11 2 12 2 16 2 18 Page2 调课通知 下周五的课调到 Page3 上一讲回顾 应力 应变 应力是一个矢量 垂直于截面的分量为正应力 切于截面的分量为切应力 应变用来度量构件内一点处变形程度 线应变 正应变 切应变 应力 应变 胡克定律 胡克定律 应力在一定范围内 Page4 拉压杆的内力 轴力 拉为正 压为负 拉压杆的应力 平面假设 横截面正应力 拉压杆的横截面上的应力与圣维南原理 Page5 1 截面法求内力是根据平衡方程 与材料属性无关 2 内力与所处截面有关 不同的截面 内力不同 3 内力是作用在切开截面上的连续分布力 利用平衡方程求出的是内力的合力或合力矩 注意 例1 求下面两种情况下 1 1和2 2截面上的内力 Page6 材料力学应力分析的基本方法 Page7 讨论 Page8 二 拉压杆斜截面上的应力 思考 斜截面上有何应力 如何分布 Page9 拉压杆斜截面上的应力 Page10 横截面上正应力分布均匀 横截面间的纤维变形相同 斜截面间的纤维变形相同 斜截面上应力均匀分布 分析 Page11 应力最大值 Page12 三 圣维南原理 思考 杆端作用均布力 横截面应力均匀分布 杆端作用集中力 横截面应力均匀分布吗 Page13 有限元结果 Page14 局部效应原理 圣维南原理 圣维南原理指出 力作用于杆端的分布方式 只影响杆端局部范围的应力分布 影响区的轴向范围约离杆端1 2个杆的横向尺寸 圣维南像 Page15 本讲内容 2 6应力集中概念 2 5材料拉压力学性能进一步研究 2 7许用应力与强度条件 2 4材料拉伸时的力学性能 Page16 2 4材料拉伸时的力学性能 微控电子万能试验机 Page17 一 拉伸试验 1 标准拉伸试样 GB T6397 1986 金属拉伸试验试样 Page18 2 试验装置 Page19 四个阶段 三个特征点 两个现象 四个阶段 线性 屈服 硬化 缩颈 三个特征点 比例极限 屈服极限 强度极限 两个现象 滑移线 缩颈 二 低碳钢拉伸力学性能 Page20 1 线性阶段 线形 OA 直线 比例极限 变形特点 变形是线弹性的 变形很小 规律 特征值 AB 微弯曲线 变形是弹性的 弹性极限 Page21 屈服阶段 屈服极限 线形 水平线或锯齿状平台 变形特点 应力不再增加 应变急剧增长 含弹性变形与塑性变形 变形量较大 现象 出现与轴线约成45 的滑移线 特征值 2 屈服阶段 Page22 强度极限 3 硬化阶段 强度极限 线型 上升曲线 变形特点 增大应力材料才继续变形 绝大部分为塑性变形 特征值 Page23 断裂阶段 4 缩颈阶段 线型 下降曲线 变形特点 规律 缩颈 断裂 问题 低碳钢的断口为什么呈杯状 Page24 滑移线 缩颈与断裂 断口 低碳钢试件在拉伸过程中的力学现象 Page25 ep 塑性应变 ee 弹性应变 2 冷作硬化 三 材料在卸载与再加载时的力学行为 1 弹性应变与塑性应变 预加塑性变形使材料的比例极限或弹性极限提高的现象 卸载定律 在卸载过程中 应力与应变满足线性关系 Page26 四 材料的塑性 伸长率 l 试验段原长 标距 Dl0 试验段残余变形 塑性 材料经受较大塑性变形而不破坏的能力 亦称延性 Page27 断面收缩率 A 试验段横截面原面积A1 断口的横截面面积 塑性与脆性材料塑性材料 d 5 例如结构钢与硬铝等脆性材料 d 5 例如灰口铸铁与陶瓷等 Page28 2 5材料拉压力学性能的进一步研究 sp0 2 名义屈服极限 一 一般金属材料的拉伸力学性能 Page29 脆性材料 灰口铸铁拉伸 Page30 复合材料 高分子材料 复合材料与高分子材料拉伸力学性能 Page31 二 材料在压缩时的力学性能 低碳钢 愈压愈扁 Page32 灰口铸铁压缩 断口与轴线约成45o scb 3 4stb 脆性材料压缩强度极限远高于拉伸强度极限 Page33 2 6应力集中 stressconcentration 一 应力集中 Page34 Page35 smax 最大局部应力 思考 A A截面上的正应力 sn 名义应力 b 板宽d 孔径 板厚 含圆孔板受拉时的应力集中现象 K 应力集中因数 Page36 飞机的窗户 Page37 二 应力集中对构件强度的影响 脆性材料 在smax sb处首先破坏 塑性材料 应力分布均匀化 静载荷作用的强度问题 脆性材料 需考虑应力集中的影响 塑性材料 不考虑应力集中的影响 疲劳强度问题 塑性和脆性材料均需考虑应力集中的影响 Page38 一 失效与许用应力 2 7许用应力与强度条件 失效 断裂 屈服或显著的塑性变形 使材料不能正常工作 极限应力 强度极限 脆性材料 屈服应力 塑性材料 工作应力 构件实际承载所引起的应力 许用应力 工作应力的最大容许值 n 安全因数 n 1 Page39 二 强度条件 强度条件 保证结构或构件不致因强度不够而破坏的条件 等截面杆 思考 强度条件有何应用 变截面杆 拉压杆强度条件 Page40 三 强度条件的应用 三类常见的强度问题 校核强度 已知外力 A 判断 是否能安全工作 截面设计 已知外力 确定 确定承载能力 已知A 确定 Page41 强度条件的应用举例 1 求内力 节点A平衡 2 求应力 A1 A2横截面积 Page42 1 校核强度 校核结构是否安全 已知F A1 A2 解 Page43 2 确定许用载荷 结构承载能力 Page44 3 设计截面 设计 圆杆 矩形杆A2 ab须给定a b之一或二者关系 Page45 作业 2 11 2 12 2