拉伸压缩时横截面上的内力——轴力ppt课件

1、 课课 题：题：52 拉伸紧缩时拉伸紧缩时 横截面上的内力横截面上的内力 轴力二、三轴力二、三 教学目的与要求：教学目的与要求： 1、掌握用截面法计算内、掌握用截面法计算内力的大小及方向。力的大小及方向。 2、了解轴力图的画法、了解轴力图的画法焦作市技师学院 课课 程：工程力学程：工程力学51 拉伸和紧缩的力学模型拉伸和紧缩的力学模型一拉伸一拉伸1、定义：轴向拉伸在轴向力作用下，杆件产生伸长变形，简称拉伸。拉伸拉伸2、特点 受力特点作用于杆件两端的外力大小相等，方向相反，作用线与杆件轴线重合。 变形特点杆件变形是沿轴线方向伸长。回答对了吗？来点掌声！紧缩紧缩二紧缩二紧缩1、定义：轴向紧缩在轴向

2、力作用下，杆件产生缩短变形，简称紧缩。 2、特点 受力特点与拉伸时的特点一样。 变形特点杆件变形是沿轴线方向缩短。一、内力一、内力5 52 2 拉伸紧缩时横截面上拉伸紧缩时横截面上的内力的内力轴力轴力1、什么叫内力？答：因外力作用而引起构件内部之间的相互作用力，称为附加内力，简称内力。2、内力与外力以及杆件变形之间的关系？答：外力越大，内力随着增大，变形也就越大，当内力超越一定限制时，杆件就会被破坏。3、研讨内力的大小及分布规律的意义？ 二、内力的计算二、内力的计算截面法截面法截面法求内力截面法求内力轴力轴力FNFN1 1、截开、截开: : 假想沿杆件恣意横截面假想沿杆件恣意横截面m-mm-m

3、处将杆件截开处将杆件截开2 2、替代、替代: : 取杆件的左段为研讨对取杆件的左段为研讨对象，将右段对左段的作用用内力象，将右段对左段的作用用内力FNFN替替代。因此时的内力经过杆件的轴线，代。因此时的内力经过杆件的轴线，故内力又称故内力又称轴力轴力3 3、平衡、平衡: : 建如下图坐标轴，对左建如下图坐标轴，对左段列平衡方程即可求出内力即轴力的段列平衡方程即可求出内力即轴力的值值P PP Pm mm mx 0 xF由由0NFP得得NFP那么那么P Pm mm mP PFNFNm mm m2、用截面法求内力的步骤：、用截面法求内力的步骤： 总结：总结： 1、截面法、截面法取杆件的一部分为研讨对

4、象，利取杆件的一部分为研讨对象，利用静力学平衡方程求内力的方法。用静力学平衡方程求内力的方法。 1截开 将杆件在欲求内力的截面处假想地切开，取其中一部分为研讨对象，画出该部分所受的外力。 2替代 用截面上的内力来替代去掉部分对选取部分的作用。在计算内力时，普通先假设内力为正。设正法 3平衡 列出选取部分的静力学平衡方程，确定未知内力的大小和方向。 判别题判别题 1.轴向拉压时，杆件的内力必定与杆件的轴线重合。 2.轴力是因外力而产生的，故轴力就是外力。 3.拉、压变形时，求内力通常用截面法。 4.截面法阐明，只需将受力构件切断，既可察看到断面上的内力。 知识点知识点 【例51】如下图为一液压系

5、统中液压缸的活塞杆。作用于活塞杆轴线上的外力可以简化为F1 = 9.2 kN，F2 = 3.8 kN，F3 = 5.4 kN。试求活塞杆横截面11和22上的内力。 解题前须知：解题前须知： 1当求解存在当求解存在多个外力作用的杆件多个外力作用的杆件的内力时，切忌客观的内力时，切忌客观判别而误将截面附近判别而误将截面附近作用的外力当作该截作用的外力当作该截面上的内力。面上的内力。 2在两个轴向在两个轴向外力之间取恣意截面外力之间取恣意截面时，不要在外力作用时，不要在外力作用点切取，由于在外力点切取，由于在外力作用点处的截面上其作用点处的截面上其内力是不确定值。内力是不确定值。 3要正确了解要正确

6、了解和运用内力的正负号和运用内力的正负号规定。用设正法，规定。用设正法，但内力方向很明显时，但内力方向很明显时，也可按实践方向设也可按实践方向设定。定。 4力的可传性力的可传性原理在资料力学中不原理在资料力学中不适用。适用。F1F2F3ABC1122分析：在选取研讨对象求截面上的内力分析：在选取研讨对象求截面上的内力时，应尽能够取受力较简单的部分，以时，应尽能够取受力较简单的部分，以便于计算。便于计算。解：解：1、计算、计算1-1截面上的内力截面上的内力1在在AB段上取截面段上取截面1-1的左端为的左端为研讨对象，画其受力图。截开研讨对象，画其受力图。截开2用用FN1表示右段对左段的作用表示右

7、段对左段的作用替代，设其方向指向截面替代，设其方向指向截面实践方向。实践方向。3取向右为取向右为X轴的正方向，列出轴的正方向，列出1-1截面左段的静力学平衡方程。截面左段的静力学平衡方程。平衡平衡119.2NFFkN那么那么F1F2F3ABC112F1A11F1F2AB11222FN1FN2 0 xF由由110NFF得得xFN1按实践方向内力为压力 2用FN2表示右段对左段的作用替代，设其方向分开截面。设正法 3取向右为X轴的正方向，列出2-2截面左段的静力学平衡方程。平衡2、计算2-2截面上的内力1在BC段上取截面2-2的左端为研讨对象，画其受力图。截开x列平衡方程列平衡方程计算结果中的负号

8、阐明FN2的实践指向与图示假设方向相反，与静力学中的负号规定并不矛盾2213.89.25.4NFFFkN 那么那么 0 xF由由1220NFFF得得内力为压力F1F2F3ABC1122假设在BC段上取截面2-2的右段为研讨对象，如右图所示，其计算结果如何？F3C22FN2方法二：选取2-2截面的右段为研讨对象，画受力图，列平衡方程。 0 xF由由230NFF得得235.4NFFkN 那么那么设正法设正法x练习题练习题1.杆件拉压时，用截面法求得轴力的大小与杆件的横截面面积有关。 2.静力学中力的可传性原理，在资料力学中同样适用。 3.杆件的不同部位作用着假设干个轴向外力，从杆件的不同部位截开时

9、求得的轴力都一样。 三、轴力图三、轴力图 为了直观地阐明各截面上轴力沿轴线的变化，用横坐标X轴表示杆截面的位置，纵坐标表示相应截面上轴力的大小，这样的图线称为轴力图。可以确定最大轴力。F1F2F3ABC1122xFNABCFN1=9.2kNFN2=5.4kN【例52】知知F1=10kNF1=10kN；F2=20kNF2=20kN； F3=35kNF3=35kN；F4=25kN;F4=25kN;试画试画出轴力图。出轴力图。11 0 xFkN1011 FFNFN1F1解：解：1 1、计算各段的轴力。、计算各段的轴力。ABAB段段kN102010212FFFNBCBC段段2233FN3F4FN2F1

10、F22210NFFF 0 xF 0 xFkN2543 FFNCDCD段段2 2、绘制轴力图。、绘制轴力图。kNNFx102510 F3F2F4ABCDF1小结1.截面法2.截面法求内力轴力的步骤3.轴力正负号的规定4.轴力的方向普通采用设正法5.轴力图的画法 问题问题 两根资料一样，横截面不同的杆件，所受外力一样，随着外力的增大，哪一根杆件先断？作业习题册一、填空题 1，2，3，4二、判别题 16 五、计算题 1、谢谢大家！ 当轴力的指向分开截面时，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。 轴力的正负规定：轴力的正负规定：PFNmmPFNmmFN 为正为正FN 为为负负设正法：无论轴力为正还是负，在计算过程中先假设正法：无论轴力为正还是负，在计算过程中先假定杆件受拉，即轴力为正；假设计算结果为负值，定杆件受拉，即轴力为正；假设计算结果为负值，阐明杆件受压