第五章軸向拉伸和壓縮 第一節(jié)變形固體及其基本假設(shè) 1 變形固體工程中的構(gòu)件都是由固體材料制成的 如鋼 鑄鐵 木材 混凝土等 這些固體材在外力作用下會產(chǎn)生變形 稱為變形固體 當(dāng)研究物體受力后的變形與破壞時(shí) 不能把它當(dāng)做剛體看待 而應(yīng)當(dāng)按實(shí)際的變形體進(jìn)行研究 2 變形固體的基本假設(shè) 1 均勻連續(xù)假設(shè)假設(shè)變形固體在其整個(gè)體積內(nèi)連續(xù)不斷地充滿著物質(zhì) 并且在各點(diǎn)處的材料性質(zhì)完全相同 2 各向同性假設(shè)認(rèn)為材料在各個(gè)方向上具有相同的性質(zhì) 第二節(jié)內(nèi)力截面法 應(yīng)力 1 內(nèi)力物體在未受外力時(shí) 它的分子間本來就有相互作用著的力 正是由于存在這些力 物體才保持固定的形狀 當(dāng)物體在外力作用下 它將發(fā)生變形 物體內(nèi)部各質(zhì)點(diǎn)間相互作用的力也發(fā)生了改變 這種力的改變量 就是材料力學(xué)所要研究的內(nèi)力 嚴(yán)格的講 它是由外力的作用而引起的附加內(nèi)力 通常簡稱為內(nèi)力 內(nèi)力是研究構(gòu)件的強(qiáng)度 剛度及穩(wěn)定性問題時(shí) 首先要計(jì)算的力 由于內(nèi)力存在于構(gòu)件內(nèi)部 所以只有把它暴露出來才能做進(jìn)一步的分析 為了顯示內(nèi)力可以采用截面法 運(yùn)用截面法求內(nèi)力 可以歸納為下列三個(gè)步驟 第一 假想用一橫截面將物體截為兩部分 研究其中一部分 棄去另一部分 第二 用作用于截面上的內(nèi)力代替棄去部分對研究部分的作用 第三 建立研究部分的平衡條件 確定未知的內(nèi)力 2 應(yīng)力 第三節(jié)軸向拉伸與壓縮的概念 軸向拉伸變形和軸向壓縮變形是桿件的基本變形之一 在工程中經(jīng)常見到 如圖5 3 a 所示三角形托架中的斜桿 在荷載F作用下就發(fā)生軸向壓縮變形 還有桁架中的所有桿件 如圖5 3 b 所示 發(fā)生的都是軸向變形 拉伸或壓縮 屋架中的水平拉桿如圖5 3 c AB線上各桿 發(fā)生軸向拉伸變形 建筑結(jié)構(gòu)中的柱子如圖5 3 d 所示發(fā)生軸向壓縮變形等 這些桿件受力的共同特點(diǎn)是 作用在桿件上的外力的作用線與桿軸線重合 桿件的主要變形是軸向伸長或縮短 這類構(gòu)件稱為拉 壓 桿 相應(yīng)的變形分別稱為軸向拉伸變形和軸向壓縮變形 如圖5 4所示 第四節(jié)軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力及應(yīng)力 為了求出拉 壓 桿橫截面上的應(yīng)力 先要研究拉 壓 桿的內(nèi)力 對直桿受軸向拉力P的作用 我們應(yīng)用截面法 求m m截面的內(nèi)力 如圖5 5所示 第五節(jié)軸向拉 壓 桿的變形 虎克定律 第六節(jié)材料在拉伸和壓縮時(shí)的力學(xué)性質(zhì) 1彈性階段 1彈性階段 彈性階段屈服階段強(qiáng)化階段頸縮階段 第七節(jié)軸向拉 壓 桿的強(qiáng)度條件及其應(yīng)用 第八節(jié)應(yīng)力集中的概念