構(gòu)件的承載能力分析詳解演示文稿

構(gòu)件的承載能力分析詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有12頁\編輯于星期五（優(yōu)選）構(gòu)件的承載能力分析現(xiàn)在是2頁\一共有12頁\編輯于星期五第2篇構(gòu)件的承載能力分析3.桿件變形的基本形式

工程實(shí)際中的構(gòu)件種類繁多，根據(jù)其幾何形狀，可以簡化為四類：桿、板、殼、塊。本篇研究的主要對象是等截面直桿(簡稱等直桿)等直桿在載荷作用下，其基本變形的形式有：

1.軸向拉伸和壓縮變形；2.剪切變形；

3.扭轉(zhuǎn)變形；4.彎曲變形。

兩種或兩種以上的基本變形組合而成的，稱為組合變形。

現(xiàn)在是3頁\一共有12頁\編輯于星期五第4章軸向拉伸與壓縮

1.桿件軸向拉伸與壓縮的概念及特點(diǎn)FFFF受力特點(diǎn)：

外力(或外力的合力)沿桿件的軸線作用，且作用線與軸線重合。

變形特點(diǎn)：桿沿軸線方向伸長(或縮短)，沿橫向縮短(或伸長)。

發(fā)生軸向拉伸與壓縮的桿件一般簡稱為拉(壓)桿。

現(xiàn)在是4頁\一共有12頁\編輯于星期五2拉(壓)桿的軸力和軸力圖

軸力:外力引起的桿件內(nèi)部相互作用力的改變量。

拉(壓)桿的內(nèi)力。FFmmFFNFF`N由平衡方程可求出軸力的大?。阂?guī)定：FN的方向離開截面為正(受拉),指向截面為負(fù)(受壓)。

內(nèi)力：現(xiàn)在是5頁\一共有12頁\編輯于星期五軸力圖：以上求內(nèi)力的方法稱為截面法，截面法是求內(nèi)力最基本的方法。步驟：截、棄、代、平

注意：截面不能選在外力作用點(diǎn)處的截面上。

用平行于桿軸線的x坐標(biāo)表示橫截面位置，用垂直于x的坐標(biāo)FN表示橫截面軸力的大小，按選定的比例，把軸力表示在x-FN坐標(biāo)系中，描出的軸力隨截面位置變化的曲線，稱為軸力圖。FFmmxFN現(xiàn)在是6頁\一共有12頁\編輯于星期五例1：

已知F1=20KN，F(xiàn)2=8KN，F(xiàn)3=10KN，試用截面法求圖示桿件指定截面1－1、2－2、3－3的軸力,并畫出軸力圖。

F2F1F3ABCD112332解:外力FR，F(xiàn)1，F(xiàn)2，F(xiàn)3將桿件分為AB、BC和CD段，取每段左邊為研究對象，求得各段軸力為：FRF2FN1F2F1FN2F2F1F3FN2FN3FN1=F2=8KNFN2=F2-F1

=-12KNFN3=F2+F3-

F1

=-2KN軸力圖如圖:

xFNCDBA現(xiàn)在是7頁\一共有12頁\編輯于星期五3桿件橫截面的應(yīng)力和變形計(jì)算

應(yīng)力的概念：

內(nèi)力在截面上的集度稱為應(yīng)力(垂直于桿橫截面的應(yīng)力稱為正應(yīng)力，平行于橫截面的稱為切應(yīng)力)。應(yīng)力是判斷桿件是否破壞的依據(jù)。單位是帕斯卡，簡稱帕，記作Pa，即l平方米的面積上作用1牛頓的力為1帕，1N／m2＝1Pa。

1kPa＝103Pa，1MPa＝106Pa

1GPa＝109Pa現(xiàn)在是8頁\一共有12頁\編輯于星期五拉(壓)桿橫截面上的應(yīng)力

根據(jù)桿件變形的平面假設(shè)和材料均勻連續(xù)性假設(shè)可推斷：軸力在橫截面上的分布是均勻的，且方向垂直于橫截面。所以，橫截面的正應(yīng)力σ計(jì)算公式為：σ=MPaFN表示橫截面軸力（N）A表示橫截面面積（mm2）

FFmmnnFFN現(xiàn)在是9頁\一共有12頁\編輯于星期五拉(壓)桿的變形

1.絕對變形

:規(guī)定：L—等直桿的原長

d—橫向尺寸

L1—拉(壓)后縱向長度

d1—拉(壓)后橫向尺寸軸向變形：橫向變形：

拉伸時(shí)軸向變形為正，橫向變形為負(fù)；壓縮時(shí)軸向變形為負(fù)，橫向變形為正。

軸向變形和橫向變形統(tǒng)稱為絕對變形。

現(xiàn)在是10頁\一共有12頁\編輯于星期五拉(壓)桿的變形

2.相對變形：

單位長度的變形量?！洌?

和′都是無量綱量，又稱為線應(yīng)變，其中稱為軸向線應(yīng)變，′稱為橫向線應(yīng)變。

3.橫向變形系數(shù)：′＝現(xiàn)在是11頁\一共有12頁\編輯于星期五虎克定律：實(shí)驗(yàn)表明，對拉(壓)桿，當(dāng)應(yīng)力不超過某一限度時(shí)，桿的軸向變形與軸力FN成正比，與桿長L成正比，與橫截面面積A成反比。這一比例關(guān)系稱為虎克定律。引入比例常數(shù)E，其公式為:

E為材料的拉(壓)彈性模量，單位是Gpa

FN、E、A均為常量，否