轴向拉压竞赛课件-张慧聪.ppt

直杆轴向拉伸与压缩 湖北省工业建筑学校张慧聪 主要内容内力的概念轴向拉伸和压缩概念截面法画轴力图重点轴向拉伸或压缩概念难点截面法求轴力 画轴力图 知识回顾 杆件变形的基本形式 1 轴向压缩或拉伸 2 剪切 3 扭转 4 弯曲 平行力系平衡方程 X 0 Y 0 知识回顾 导入新课 1 创建情境 引入新课现在时髦全民健身 大家都在积极参加体育锻炼 在这里我们一起做实验 看一下最常见的弹簧拉力器 你能拉得动吗 B 哇 好费劲啊 谁在和我较劲 A 服了 服了 我投降 再拉我就断了 A 小样 看你有多大的劲 A 哈哈 俺老孙 新名字叫内力哦 B 我就不信了 制不了你 我拉拉拉 2 利用动漫提高学生的好奇心 导入新课 导入新课 例如 为什么我们拉的时候那么费力 3 提出问题学生讨论并回答问题 因为内力是由于外力的作用引起的 当外力变化时 内力也会产生变化 一般情况下 内力随外力的增长而增大 当内力达到某一限度时将引起构件破坏 变形 拉断 不好意思 还是我啊内力 谁在跟我们较劲 为什么我们拉的越长越费劲呢 而松开的时候 它又恢复到原状呢 为什么不能无限制的把皮筋拉长 通过这种游戏提问解答的方式导出内力的概念 确定杆件的内力 是解决杆件强度与刚度问题的重要环节 为什么要确定内力的大小 内力概念 1 内力概念 内力是指因外力作用而引起构件内部之间的相互作用力 称内力 2 产生的原因 材料变形时 杆件内部质点之间产生了用来抵抗变形 企图使材料回复原状的抵抗力 3 内力特点 内力是外力作用引起的 当外力变化时 内力也产生变化 在一般情况下 内力随外力的增长而增大 当内力达到某一限度时将引起构件破坏 4 轴力概念 轴向拉压杆的内力称为轴力 工程实例 千斤顶 9 工程实例 从感知到理解 从感性到理性 从学会到到会学 工程实例 二 变形特点 沿轴向伸长或缩短 一 受力特点 外力的合力作用线与杆的轴线重合 轴向压缩 轴向拉伸 轴向拉伸与压缩的概念 我们如何来确定内力的大小和方向呢 轴力及其求法 截面法 截面法 由于内力是杆件内部的相互作用力 从杆件的外部 你是 看不见 摸不着 所以只有用一平面将杆件截开 才有可能使内力暴露出来 也才能确定出内力的大小和方向 这就是截面法 轴力 轴向拉压杆的内力称为轴力 其作用线与杆的轴线重合 用符号 表示 FN F 0 FN F 轴力单位 牛顿 N 的作用线 与轴线重合 由 X 0 解题步骤 1 切开 2 代力 3 平衡 截面法 轴力及正负号规定 当轴力的指向离开截面时 杆受拉 规定轴力为正 反之 当轴力指向截面时 杆受压 规定轴力为负 即拉为正 压为负 同一位置左 右侧截面内力分量必须具有相同的正负号 采用设正法 左半段 右半段 截面法求内力举例 例1求杆AB段和BC段的内力 A B C 2P P P 1 1 2 2 2P FN1 FN2 2P P 轴向内力计算 例2 一直杆受力如图示 试求1 1和2 2截面上的轴力 20KN 20KN 40KN 1 1 2 2 练一练 一直杆受力如图示 试求1 1和2 2截面上的轴力 准备好了吗练一练 FN1 FN2 FN1 FFN2 F 你做对了吗 轴力图 轴力与截面位置关系的图线称为轴力图 F 2F 画轴力图时 以杆轴线为参考基线 拉力画在上方 压力画在下方轴力只与外力有关 截面形状变化不会改变轴力大小 轴力图意义 反映出轴力与截面位置变化关系 较直观 确定出最大轴力的数值及其所在横截面的位置 即确定危险截面位置 3 特点 封闭图形突变值 集中载荷大小 2F 2F FN1 F 例3 作杆件的内力图 轴力图 F F F FN图 KN 例4 已知F1 10kN F2 20kN F3 35kN F4 25kN 试画出图示杆件的轴力图 2 绘制轴力图 1 计算各段轴力 3 确定危险面位置 FN图 KN FNmax 25KN 危险面位置为CD段 轴向内力 例5 图示砖柱 高h 3 5m 横截面面积A 370 370mm2 砖砌体的容重 18KN m3 柱顶受有轴向压力F 50KN 试做此砖柱的轴力图 350 y F F FN 解 50 58 6 FN图 KN 画轴力图步骤 1 分析外力的个数及其作用点 2 利用外力的作用点将杆件分段 3 截面法求任意两个力的作用点之间的轴力 4 做轴力图 5 轴力为正的画在水平轴的上方 表示该段杆件发生拉伸变形 画轴力图注意事项 1 两个力的作用点之间轴力为常量 2 轴力只随外力的变化而变化 与材料变化 截面变化均无关 3 只有沿轴线方向的外力才产生轴力 4 x轴永远与轴线平行 且用外力的作用点将x轴分段 5 每一次求内力时必须严格用截面法 且在整个杆件上分二留一 直接画法 由左至右画 遇到向左的集中力则轴力图向上突变 遇到向右的集中力则轴力图向下突变 突变值等于集中力的大小 其它为水平线 最终形成一个封闭图形 轴力图中有突变的地方一定对应有集中力作用 检验 轴力图简捷画法 FN图 练习 用简捷画法作出轴力图 D C B A 48 40 FN图 kN 解题步骤 1 求支座反力 2 做轴力图 3 用简捷画法检验 左上右下 A AB段轴力大B BC段轴力大C 轴力一样大 图示结构中 AB为钢材 BC为铝 在P力作用下 想一想 本章小结 本节讲述了轴向抗压杆的内力 轴力的计算和内力图的绘制 1 内力 由外力引起的杆件内部各部分之间的相互作用力 2 轴力 轴向拉压杆的内力称为轴力 用符号 表示 轴向拉伸 对应的力称为拉力 轴向压缩 对应的力称为压力 3 轴力的计算方法 截面法步骤 截 代 平 本章小结 注意 1 轴力图应画在荷载