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10KN. 10KN. A=10mm 2. 100KN. 100KN. A=100mm 2. 哪个杆先破坏 ?. F 1. F 2. F 3. F n. 受力杆件某截面上一点的内力分布疏密程度,内力集度. 应力的概念. §3 应力 . 拉 ( 压 ) 杆内的应力. ( 工程构件,大多数情形下,内力并非均匀分布,集度的定义不仅准确而且重要,因为 “ 破坏 ” 或 “ 失效 ” 往往从内力集度最大处开始 。 ). 应力就是单位面积上的 力 ?. F 1. D F. F 2. 垂直于截面的应力称为 “ 正应力”. Δ F Qy. Δ F N.
E N D
10KN 10KN A=10mm2 100KN 100KN A=100mm2 哪个杆先破坏?
F1 F2 F3 Fn 受力杆件某截面上一点的内力分布疏密程度,内力集度. 应力的概念 §3应力.拉(压)杆内的应力 (工程构件,大多数情形下,内力并非均匀分布,集度的定义不仅准确而且重要,因为“ 破坏”或“ 失效”往往从内力集度最大处开始。) 应力就是单位面积上的力?
F1 DF F2 垂直于截面的应力称为“ 正应力” ΔFQy ΔFN • ΔA ΔFQz 位于截面内的应力称为“ 切应力” 应力的国际单位为N/m2 (帕斯卡) 1N/m2=1Pa 1MPa=106Pa=1N/mm2 1GPa=109Pa
拉(压)杆横截面上的应力 几何变形 • 横截面上各点只产生沿垂直于横截面方向的变形 • 横截面上只有正应力 • 两横截面之间的纵向纤维伸长都相等 平面假设 • 杆件的横截面在变形后仍保持为平面,且垂直于杆的轴线 横截面上的正应力均匀分布 静力平衡
σ——正应力 FN——轴力 A——横截面面积 σ的符号与FN轴力符号相同
1 2 3 20KN 20KN 40KN 40KN 2 3 1 例题2.5 试计算图示杆件1-1、2-2、和3-3截面上的正应力.已知横截面面积A=2×103mm2 40kN 20kN
d A B C F a 例题 2.6 图示支架,AB杆为圆截面杆,d=30mm,BC杆为正方形截面杆,其边长a=60mm,F=10KN,试求AB杆和BC杆横截面上的 正应力。 FNAB FNBC
A F a C D B a a 例题 2.7 试求图示结构AB杆横截面上的正应力。已 知F=30KN,A=400mm2 FNAB
D 20kN O E 30 C 18kN A B 1m 4m 4m 例 题 2.8 计算图示结构BC和CD杆横截面上的正应力值。已知CD杆为φ28的圆钢,BC杆为φ22的圆钢。 以AB杆为研究对像 以CDE为研究对像 FNCD FNBC
在一刚性板的孔中装置一螺栓,旋紧螺栓使其产生预拉力F0,然后,在下面的螺母上施加外力F.假设螺栓始终处于弹性范围,且不考虑加力用的槽钢的变形.试分析加力过程中螺栓内力的变化.在一刚性板的孔中装置一螺栓,旋紧螺栓使其产生预拉力F0,然后,在下面的螺母上施加外力F.假设螺栓始终处于弹性范围,且不考虑加力用的槽钢的变形.试分析加力过程中螺栓内力的变化. 螺栓拉力 螺栓拉力 实验: 设一悬挂在墙上的弹簧秤,施加初拉力将其钩在不变形的凸缘上。 若在弹簧的下端施加砝码,当所加砝码小于初拉力时,弹簧秤的读数将保持不变;当所加砝码大于初拉力时,则下端的钩子与凸缘脱开,弹簧秤的读数将等于所加砝码的重量。 实际上,在所加砝码小于初拉力时,钩子与凸缘间的作用力将随所加砝码的重量而变化。凸缘对钩子的反作用力与砝码重量之和,即等于弹簧秤所受的初拉力。
例 题 F FN 0 F (轴向脱离问题)左端固定的等直杆,长度和拉(压)刚度分别为l和EA,预拉伸长δ后,右端加一刚性支撑,然后,在杆的右端施加一轴向拉力F。设杆件始终在线弹性范围内工作,试分析外力F的施加过程中杆件轴力FN的变化。 预拉力 则 如果 如果 则
例 题 F FN 0 F (轴向接触问题)左端固定的等直杆,长度和拉(压)刚度分别为l和EA,右端作用一轴向拉力F,杆伸长δ后,右端与支撑刚性接触,然后,外力F继续加大。设杆件始终在线弹性范围内工作,试分析外力F的施加过程中杆件轴力FN的变化。 预拉力 则 如果 则 如果
b 书中例题 长为b、内径d=200mm、壁厚δ=5mm的薄壁圆环,承受p=2MPa的内压力作用,如图a所示。试求圆环径向截面上的拉应力。
F F F F F X 拉(压)杆斜截面上的应力 横截面----是指垂直杆轴线方向的截面; 斜截面----是指任意方位的截面。 α F σα——斜截面上的正应力;τα——斜截面上的切应力
F 讨论: 轴向拉压杆件的最大正应力发生在横截面上。 轴向拉压杆件的最大切应力发生在与杆轴线成450截面上。 切应力互等定理 在平行于杆轴线的截面上σ、τ均为零。