第2章轴向拉伸、压缩与剪切;工程实例
;2.1轴向拉压的概念和实例;;轴力的计算;思考：能不能求m-m截面轴力时用下法？;注意：用截面法求内力的过程中，取出研究对象前，作用于物体上的外力（荷载）不能任意移动或用静力等效的相当力系替代。
比较：;------轴力图;例1：求图示杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并作轴力图。;轴力图;例2：画出图示杆的轴力图。;习题：一拉杆长为l，横截面面积为A，下端受力F作用，杆的密度为ρ，考虑自重时，试求内力方程和内力图。;F+?gAl;;解：1、用截面法求控制截面的轴力，然后画出轴力图;练习：三角架结构尺寸及受力如图所示。其中FP＝20kN；钢杆BD的直径dl＝20mm；CD的横截面面积A2＝2×103mm2，试求:杆BD与CD的横截面上的正应力。
;例4：长为b，内径d=200mm，壁厚t=5mm的薄壁圆环，承受p=2MPa的内压强作用，试求圆环径向截面上的拉应力。;解：;圣维南原理;符号规定：角度以横截面外法线至斜截面外法线逆时针转向为正;斜向45°截面上切应力最大。;;l—标距;液压式万能试验机;液压式万能试验机;;（1）拉伸过程中各阶段及特征点;①力不增加，而变形却急剧增长——屈服或流动;C、强化阶段（Ⅲ）;D、局部变形阶段（Ⅳ）;;（2）塑性的度量;;2、其它塑性材料拉伸时的力学性质;3、铸铁拉伸时的力学性能;2.5材料压缩时的力学性能;2、铸铁压缩时的力学性能;综上所述，衡量材料力学性能的主要指标有：;试验证明，当最大工作应力不超过某一极限值，构件就不会发生失效，这个极限值称为材料破坏时的极限应力?u;1、强度校核：;解：;例6：图示三角形托架,其杆AB是由两根等边角钢组成。已知P=75kN,[σ]=160MPa,试选择等边角钢的型号。;解：截面设计问题;例7：如图所示的结构由两根杆组成。AC杆的截面面积为450mm2，BC杆的截面面积为250mm2。设两杆材料相同，容许拉应力均为[σ]=100MPa，试求容许荷载F。;2.安全系数的讨论;纵向线应变;平均线应变;考虑到;拉压下的横向变形程度：;例8：图示杆，1段为直径d1=20mm的圆杆，2段为边长a=25mm的方杆，3段为直径d3=12mm的圆杆。已知2段杆内的应力?2=-30MPa，E=210GPa。求整个杆的伸长△l。;解:;;;例10:求图示结构结点A的位移。;解:;;例11：图示结构中的CD杆为刚性杆，AB杆为钢杆，直径d=30mm，E=2.0?105MPa。已知F=40kN，试求：D点的铅垂位移。;;;对于变截面或轴力变化的杆件的应变能为;应变能密度为单位体积内的应变能;;如图所示，求三杆的轴力;例12:已知1、2杆抗拉刚度为E1A1,3杆抗拉刚度为E3A3,F，求各杆内力。;(3)考虑变形几何相容条件;练习:图示结构，AB为刚性梁，1、2两杆刚度EA相同，求1、2杆的受力。;温度应力的计算：;温度应力：;装配应力的计算：超静定结构中由于加工误差，装配产生的应力。;练习：图示AB为刚性梁，1、2两杆的抗拉（压）刚度均为EA，制造时1杆比原长l短?，将1杆装到横梁后，求两杆内力。;分析AB;;2.11应力集中的概念;?max：发生应力集中的截面上的最大应力;工程中几个杆件彼此联接时，起连接作用的零部件称为连接件;受力特点：作用在连接件两个侧面上的外力大小相等，方向相反，作用线相距很近;破坏形式：;1、剪切强度计算;2、挤压强度计算;;搭接接头;对接接头;（外力通过铆钉群中心）;例14：挂钩，已知t=8mm，插销的[τ]=30MPa，[σbs]=100MPa，牵引力P=15kN，试选定插销直径d。;1.插销受力如图示;3、按挤压强度条件校核：;例15：已知F=130kN，b=110mm,δ=10mm,δ1=7mm，d=17mm,[τ]=120MPa，[σbs]=300MPa，[σt]=160MPa。校核铆接头强度