《机械零件》-2、认识材料力学的基础知识

一、拉伸与压缩

杆件受拉伸作用时，两外力的方向为离开端面；杆件受压缩时，两外力的方向指向端面。

杆件变形的特点是：杆件产生沿轴线方向的伸长或缩短。这种变形方式称为轴向拉伸或轴向压缩。1、杆件的拉伸与压缩2、内力及计算方法

杆件在外力作用下产生变形时，其内部产生的相互作用力，称为内力。内力随外力的增大而增加，但内力的增加到超过某一限度，杆件就会破坏。因此，研究内力是解决杆件强度和刚度问题的基础。

为确定构件在外力作用下所产生的内力的大小和方向，通常采用截面法求解。

注意：图中内力的作用线与杆件轴线重合，这种内力称为轴力。其符号规定为：当杆件受拉伸时，即轴力背向横截面时，取正号；杆件受压缩时，即轴力指向横截面时，取负号。

如图所示，设一杆沿轴线同时受三个力F1、F2、F3、的作用，其作用点分别为A、B、C，求杆的轴力。3、例题：4、横截面上的应力及计算方法

我们在对构件进行强度和变形分析时，时常要用到应力的概念。一般认为，杆件截面上的内力是均匀分布的。根据应力的定义和横截面上应力均匀分布的规律，可以得到：

由于分布在横截面上的内力皆垂直于截面，故此时的应力也必然垂直于截面，这种垂直于截面的应力，称为正应力。当轴力为拉力时，为拉应力；当轴力为压力时，为压应力。通常拉应力用正号表示；压应力用负号表示。此式为轴向拉伸和压缩时，横截面上应力的计算公式。例1：如图所示的杆为圆杆，已知F1＝600N，F2＝1000N，d＝20mm，D＝40mm，试求此圆截面杆上的正应力为多少？例2：如图3-37所示支架，杆AB为圆杆，直径d＝40mm，杆BC为正方形横截面的型钢，边长a＝30mm。在铰接点承受竖直方向的载荷G的作用，G＝40KN，若不计杆的自重，试求：杆AB和杆BC横截面上的正应力是多少？二、强度条件1、许用应力与安全系数

在工程上，把材料丧失正常工作能力的应力，称为极限应力或危险应力。

构件工作时，由载荷引起的压力称为工作应力。

在工程中，为了保证构件正常工作，设计时不能使工作应力值达到材料的极限应力；即把极限应力降低一定程度，作为材料所允许的应力，这个应力值称为材料的许用应力，以[σ]表示。显然，许用应力必须小于极限应力。在选取安全系数时，应以既节约材料又保证构件安全为原则。对于常温、静载荷情况下，脆性材料取S＝2～3.5；塑性材料取S＝1.5～2。2、强度条件

例2：如图所示，为锻造车间吊运铁水包的双套吊钩。吊钩杆部横截面为矩形，d＝50mm，h＝100mm。杆材料的许用应力[σ]＝20MPa。铁水包自重16KN，最多能容60KN重的铁水。试校验吊杆强度。三、剪切与挤压1、剪切

剪切就是在一对相距很近，方向相反的横向外力作用下，构件的横截面沿外力方向发生的错动变形。2、剪切实用计算的方法

对于剪切构件的强度，要做精确的分析比较困难，因此在实际运用中，采用简化的计算方法，即叫做剪切的实用计算。剪切应力计算公式为：

为了保证剪切件工作时安全可靠，应将构件的工作剪应力限制在材料的许用剪应力之内。由此得剪切强度条件为：3、挤压

机械中的联接件，承受剪切作用的同时，在传力的接触面间互相挤压，而产生局部变形的现象，称为挤压。

挤压破坏的特点是：在构件相互接触的表面，因承受了较大的压力，使接触处的局部区域发生显著的塑性变形或挤碎。4、挤压实用计算的方法四、任务小结1、拉伸与压缩（1）杆件的拉伸与压缩（2）内力及其计算方法（3）横截面上的应力及其计算方法2、强度条件（1）许