拉壓-軸力與軸力圖以及橫截面上應力計算ppt課件

1、1,工程力學材料力學,2,第五章 軸向拉伸與壓縮,工程力學材料力學,3,5-1、Introduction and Engineering Examples,5-2、Axial Force and Axial Force Diagrams,5-3、Stress on lateral Section,5-4、Deformation of Axially Loaded Bar,5-6、Mechanical Behavior of Materials,5-5、Strength Condition, Allowable Stress and Safety Factor,5-7、Statically In

2、determinate Problem,第五章 軸向拉伸與壓縮,4,5-1、 Introduction and Engineering Examples,5-1,5,5-1、 Introduction and Engineering Examples,6,5-1、 Introduction and Engineering Examples,7,5-1、 Introduction and Engineering Examples,8,The Character of Axial Tension and Compression： 作用在桿件上的外力合力的作用線與桿件軸線重合，桿件變形是沿軸線方向的

3、伸長或縮短。,桿的受力簡圖為,5-1、 Introduction and Engineering Examples,9,5-1、 Introduction and Engineering Examples,10,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,1、軸力（Axial Force）： 2、截面法求軸力（Method of Section）,切: 假想沿m-m橫截面將桿切開 留: 留下左半段或右半段 代: 將拋掉部分對留下部分的作用用內力代替 平: 對留下部分寫平衡方程求出內力即軸力的值,11,3、軸力正負號：拉為正、壓為負 4、軸力圖：軸力沿桿件軸

4、線的變化,由于外力的作用線與桿件的軸線重合，內力的作用線也與桿件的軸線重合。所以稱為軸力。,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,12,已知F1=10kN；F2=20kN； F3=35kN；F4=25kN;試畫出圖示桿件的軸力圖。,Example 2-1,解：1、計算各段的軸力。,AB段,BC段,CD段,2、繪制軸力圖。,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,13,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,14,5-2 Axial Force and Axial Fo

5、rce Diagrams,Example 2-2：Do the Diagram of Axial Force,解：,為求軸力方便，先求出約束力 FR=10 kN,為方便，取橫截面11左邊為分離體，假設軸力為拉力，得：FN1=10 kN(拉力),15,Example 2-2：Do the Diagram of Axial Force,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,為方便取截面33右邊為分離體，假設軸力為拉力。,FN2=50 kN(拉力),FN3=-5 kN （壓力），同理，F(xiàn)N4=20 kN (拉力),16,Example 2-2：Do the

6、 Diagram of Axial Force,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,軸力圖(FN圖)顯示了各段桿橫截面上的軸力。,思考：為何在F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3作用著的B，C，D 截面處軸力圖 發(fā)生突變？能否認為C 截面上的軸力為 55 kN？,17,任一截面上的軸力的數(shù)值等于對應截面一側所有外力的代數(shù)和，且當外力的方向使截面受拉時為正，受壓時為負。,N=P,由上述軸力計算過程可推得：,Conclusion,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,18,-,5-2 Axial Force and Axial

7、Force Diagrams,Exercise ：做出下列桿件的軸力圖。,FN,F,F,F,19,5-2 Axial Force and Axial Force Diagrams,軸力（Axial Force)與構件的那些因素有關？,截面形狀？,外力大??？,截面尺寸？,構件材料？,20,5-3、Stress on lateral,應力(stress)內力在一點的分布集度(Density),桿件的強度不僅與軸力有關，還與橫截面面積有關。必須用應力來比較和判斷桿件的強度。,21,Relationship about Internal Force and Stress,Conclusion:求應力需

8、的知道截面內力以及內力在該截面上的分布規(guī)律！,5-3、Stress on lateral,22,5-3、Stress on lateral,軸力(Axial Force)分布規(guī)律：,23,5-3、Stress on lateral,軸力(Axial Force)分布規(guī)律：,24,5-3、Stress on Lateral,Stress on Lateral：,應力分布規(guī)律：,25,5-3、Stress on lateral,Stress on Lateral：,截面應力與軸力的分布關系：,26,5-3、Stress on lateral,Stress on Lateral：,Formula：,

9、 =N/A,27,該式為橫截面上的正應力計算公式。正應力和軸力FN同號。即拉應力為正，壓應力為負。,圣文南原理,5-3、Stress on lateral,28,5-3、Stress on lateral,29,Example 2-3,圖示結構，試求桿件AB、CB的應力。已知 F=20kN；斜桿AB為直徑20mm的圓截面桿，水平桿CB為1515的方截面桿。,解：1、計算各桿件的軸力。（設斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點B為研究對象,45,5-3、Stress on lateral,30,2、計算各桿件的應力。,5-3、Stress on lateral,31,一受軸向荷載的階梯軸，如圖所示。求各段橫截面上的應力。并畫軸力圖。,Example 2-4,5-3、Stress on lateral,32,Example 2-4,5-3、Stress on lateral,解：1.求軸力,2. 軸力圖如圖。,33,Example 2-4,5-3、Stress on lateral,3. 求應力,可見最大正應力并不一定發(fā)生在最大軸力處。,34,若外力沿截面變化（比如由于考慮構件的自重），截面的尺寸也沿軸線變化時，這時截面上的軸力將是截面位置