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大多数情况为线弹性;材料力学研究的r
对象是杆件;杆件的基本受力形式是拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。r
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第1章轴向拉伸与压缩r
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11、轴向拉伸与压缩的概念r
工程范例:吊车梁的拉杆、吊运重物的钢丝绳、绗架杆件、柱r
受力特征:作用于杆上的外力或其合力的作用线沿着杆件的轴线。r
变形特征:杆件主要产生轴向伸长(或缩短),受力简图如图11所示。r
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图11轴向拉伸与压缩受力和变形示意图r
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12、轴向拉伸和压缩时的内力、轴力图r
(1)内力的概念:物体内部一部分与另一部分的相互作用力,构件受到外力作用的同时,在内部产生相应内力(外力作用引起的内力改变量)。r
在外力作用下构件发生变形,构件内部相邻各质点间沿力作用方向的相对位置发生变化,同时构件各质点之间产生附加内力(简称内力),其作用是力图使各质点恢复其原始位置。r
(2)内力的计算方法截面法:截面法是材料力学研究内力的一个基本方法,其步骤如下:r
a)截开:在需求内力的截面处,将构件假想截分为两部分;r
b)代替:任取一部分为研究对象,弃去另一部分,并以内力代替弃去部分对留下部分的作用;r
c)平衡:对留下部分建立平衡方程,求出该截面的内力。r
(3)拉压杆横截面上的内力特点:其作用线与杆轴线重合,称为轴力,用N表示。轴力N的正负号规定,以拉力为正,压力为负。r
(4)轴力图:表示沿杆件轴线各横截面上轴力变化规律的图线,轴力图以平行于杆轴线的x轴为横坐标,表示横截面位置,以N轴为纵坐标,表示横截面上的轴力值。r
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13、横截面上的应力r
(1)应力的概念r
应力:截面内一点处内力的分布集度,单位是Nm2(Pa)、Nmm2(MPa)等。r
应力可分为正应力s和切应力t(剪应力)。r
正应力:(垂直于作用截面)r
切应力(平行作用截面)r
式中△N、△Q分别是微面积△A上的垂直和平行于微面的内力分量。r
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(2)轴向拉压时的应力计算r
平面假设:直杆在轴向拉伸(或压缩)时,变形后的横截面仍保持为平面。r
根据平截面假设和圣维南原理,在离加力点一定距离之外,横截面上各点的纵向变形是均匀的,内力分布也是均匀的,并且垂直于横截面。r
横截面上的应力:设横截面积为A,则有拉伸(或压缩)正应力:r
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14、拉压变形与胡克定律r
(1)拉(压)杆的轴向变形r
杆件的轴向变形为式中、分别为变形前、后杆的长度。当杆的应力不超过材料的比例极限时,可以应用胡克定律计算杆的轴向变形。r
纵向变形的胡克定律:r
在比例极限内,杆的r
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