拉伸及壓縮課件

第二章拉伸與壓縮第二章拉伸與壓縮1本章主要討論的四個問題：

(1)內(nèi)力與截面法；(2)應(yīng)力與強(qiáng)度條件；(3)材料的變形與虎克定律；(4)材料的力學(xué)性能。本章主要討論的四個問題：

(1)內(nèi)力與截面法；22.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象什么叫剛體？剛體是實(shí)際固體的理想化模型，即在受力后其大小、形狀和內(nèi)部各點(diǎn)相對位置都保持不變的物體。

什么叫彈性形變？什么叫非彈性形變？彈性形變是指固體受外力作用而使各點(diǎn)間相對位置的改變，當(dāng)外力撤消后，固體又恢復(fù)原狀謂之“彈性形變”。當(dāng)外力撤消后，無法回到原來的形狀稱為非彈性形變。

2.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象什么叫剛體？什么叫32.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象為了保證整個機(jī)器設(shè)備在外力作用下安全可靠地工作，它們的每一個構(gòu)件都必須滿足以下三個基本要求：(1)具有足夠的強(qiáng)度；(強(qiáng)度的概念：構(gòu)件抵抗破壞的能力)(2)具有一定的剛度；(剛度的概念：構(gòu)件抵抗彈性變形的能力)(3)具有足夠的穩(wěn)定性；(穩(wěn)定性的概念：構(gòu)件受力后保持原有平衡狀態(tài)的能力)在研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性時，構(gòu)件的變形雖然很小，卻是一個重要的因素,必須加以考慮而不能忽略。因此，在材料力學(xué)中所研究的一切物體都是變形固體。材料力學(xué)的主要任務(wù)是分析、計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，為正確解決安全與經(jīng)濟(jì)之間的矛盾提供必要的理論基礎(chǔ)。2.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象為了保證整個機(jī)器設(shè)42.1材料力學(xué)的基本概念材料力學(xué)的基本假設(shè)：(1)連續(xù)性假設(shè)(數(shù)學(xué)假設(shè))組成固體的物質(zhì)不留空隙的充滿整個固體的體積。(2)均勻性假設(shè)(力學(xué)假設(shè))固體內(nèi)各點(diǎn)處具有相同的力學(xué)性能。(3)各向同性假設(shè)(物理學(xué)假設(shè))各向同性材料：固體材料內(nèi)沿各個不同方向的力學(xué)性能相同；各向異性材料：固體材料內(nèi)沿各個不同方向的力學(xué)性能不同。(4)小變形假設(shè)(幾何假設(shè))固體受力后的變形比固體的原始尺寸小的多。2.1材料力學(xué)的基本概念材料力學(xué)的基本假設(shè)：5二、內(nèi)力與截面法外力：物體對構(gòu)件的作用，如約束反力、主動力;內(nèi)力：構(gòu)件一部分與相鄰部分之間的相互作用力;材料力學(xué)所注意的就是這種內(nèi)力。對于具有一定橫截面積、由一定材料制成的構(gòu)件，其內(nèi)力的增大具有一定的限度，若超過這個限度,構(gòu)件就發(fā)生破壞。不同的材料制成的構(gòu)件，各有其不同的限度，這個限度就是材料的強(qiáng)度。二、內(nèi)力與截面法外力：物體對構(gòu)件的作用，如約束反力、主動力;6二、內(nèi)力與截面法截面法：假想將桿件切開，使內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，運(yùn)用靜力平衡條件求出截面上內(nèi)力的方法。軸力圖：若選取一個坐標(biāo)系，其橫坐標(biāo)表示橫截面位置，縱坐標(biāo)表示相應(yīng)截面上的軸力，便可用圖形表示出軸力沿桿件軸線的變化情況，這種圖形稱為軸力圖。在軸力圖中，將拉力繪在X軸的上側(cè),壓力繪在X軸的下側(cè)。這樣，軸力圖不但可顯示出桿件各段內(nèi)軸力的大小，而且還可表示出各段內(nèi)的變形是拉伸或是壓縮。二、內(nèi)力與截面法截面法：假想將桿件切開，使內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，運(yùn)7二、內(nèi)力與截面法例2-1圖為一個雙壓手鉚機(jī)的示意圖，作用于活塞桿上的力分別簡化為F1=2.62kN，F(xiàn)2=1.3kN，F(xiàn)3=1.32kN，計(jì)算簡圖如圖所示。試求活塞桿橫截面1-1和2-2的軸力，并作活塞桿的軸力圖。二、內(nèi)力與截面法例2-1圖為一個雙壓手鉚機(jī)的示意圖，作用于8三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式構(gòu)件的基本類型：(1)桿件；(2)板；(3)殼；根據(jù)化工專業(yè)的需要和本課程的特點(diǎn),我們首先著重討論直桿的基本變形與穩(wěn)定性問題,然后結(jié)合化工容器討論殼體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題。三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式構(gòu)件的基本類型：9三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式桿件產(chǎn)生變形的基本形式：A軸向拉伸及壓縮；——拉壓變形B彎曲；——彎曲變形C剪切；——剪切變形D扭轉(zhuǎn)；——扭轉(zhuǎn)變形三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式桿件產(chǎn)生變形的基本形式：A軸向102.2拉伸和壓縮一、應(yīng)力的基本概念1、定義：我們把橫截面上各點(diǎn)所承受的內(nèi)力數(shù)值稱為應(yīng)力。2、公式：σ＝N/A

3、單位：N/m2Pa；N/mm2MPa；4、規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。5、桿件受外力拉壓時是否破壞,決定于它的橫截面上各點(diǎn)的應(yīng)力大小。2.2拉伸和壓縮一、應(yīng)力的基本概念11二、直桿受軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力1、平面截面假設(shè)：abcdabcdFF變形前的平面橫截面，在變形后，仍然為與軸線垂直的平面。應(yīng)力σ的方向是與橫截面垂直的，所以稱為正應(yīng)力：通常取拉伸時的軸力作為正值，壓縮時的軸力作為負(fù)值。二、直桿受軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力1、平面截面假設(shè)：a12三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力為了全面了解直桿在軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度計(jì)算，還需要研究直桿在任意斜截面上的應(yīng)力是怎樣分布的，會不會超過橫截面上的應(yīng)力，究竟哪一截面上的應(yīng)力最大？直桿橫截面上的應(yīng)力與斜面上的應(yīng)力有什么關(guān)系？FFαN三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力為了全面了解直桿在軸13三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力FFαN斜截面的面積：斜截面法向應(yīng)力：(正應(yīng)力)斜截面切向應(yīng)力：(剪應(yīng)力)三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力FFαN斜截面的面積14符號規(guī)定σα和τα的說明（1）正應(yīng)力σα以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。（2）剪應(yīng)力τα繞物體內(nèi)任一點(diǎn)有順時針轉(zhuǎn)動趨勢的為正，反之為負(fù)。最大值確定（1）在α＝0的截面(橫截面)上，σα＝σmax＝σ0（2）在α＝45o的截面上，τα＝τmax＝σ0/2三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力符號規(guī)定σα和τα的說明（1）正應(yīng)力σα以拉應(yīng)力為正，壓15四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件1、危險應(yīng)力：桿件橫截面上的應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時，桿件就開始破壞，這一應(yīng)力稱為危險應(yīng)力，用σ0表示。為了使桿件能安全工作,桿件橫截面上的正應(yīng)力———最大工作應(yīng)力σmax不應(yīng)超過危險應(yīng)力σ0，即2、許用應(yīng)力：①為了補(bǔ)償構(gòu)件實(shí)際工作情況與設(shè)計(jì)計(jì)算時所設(shè)想的條件不一致。②為了有必要的強(qiáng)度儲備。故應(yīng)選取危險應(yīng)力σ0的若干分之一作為構(gòu)件工作時允許應(yīng)力的最大值,這種最大的允許應(yīng)力稱為許用應(yīng)力，用符號[σ]來表示。為了保證受軸向拉伸或壓縮時的桿件安全可靠地工作，必須使此式是保證直桿有足夠強(qiáng)度,能夠安全可靠地使用的條件,叫做強(qiáng)度條件。四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件1、危險應(yīng)力：桿件橫截面16四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件3、根據(jù)強(qiáng)度條件可以解決桿件三個方面的問題：A強(qiáng)度校核：B截面設(shè)計(jì)：C確定許用載荷：四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件3、根據(jù)強(qiáng)度條件可以解決17五、例題講解例2-2立式容器重20kN，用4根88.5×4mm鋼管作為容器的支腳，其總高H=200mm,已知鋼管許用應(yīng)力[σ]=108MPa，試校核鋼管的強(qiáng)度。五、例題講解例2-2立式容器重20kN，用4根88.518五、例題講解例2-3管架由橫梁AB，拉桿AC組成。橫梁AB承受管道的重力分別為G1=8kN,G2=G3=5kN。橫梁AB的長度l=6m，B端由支座支承，A端由直徑為d的兩根拉桿(圓鋼)吊掛著。圓鋼的許用應(yīng)力[σ]=100MPa，試確定圓鋼截面尺寸。五、例題講解例2-3管架由橫梁AB，拉桿AC組成。橫梁AB19五、例題講解例2-4旋臂起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，通過小車起吊重物，小車工作時能沿著橫梁AB移動。已知小車自重G=5kN，拉桿BC的直徑d=20mm，材料為低碳鋼，許用應(yīng)力[σ]=120MPa,試由拉桿BC確定此起重機(jī)的許可起吊重[Q]。五、例題講解例2-4旋臂起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，通過小車起吊20六、縱向變形FF拉伸時Δl稱為直桿的絕對伸長,為正值;壓縮時Δl稱為絕對縮短,為負(fù)值。這個比值ε稱為直桿的相對伸長或相對縮短,統(tǒng)稱為桿的縱向應(yīng)變。ε的符號,在拉伸時為正值,在壓縮時為負(fù)值。ε表示單位長度直桿變形的大小。顯然,ε是無因次量,在工程中也常用原長的百分?jǐn)?shù)來表示。六、縱向變形FF拉伸時Δl稱為直桿的絕對伸長,為正值;21七、虎克定律FF虎克定律：引進(jìn)比例系數(shù)E：也可以寫成：E稱為材料的彈性模量，表示材料抵抗彈性變形的能力。單位：MPa或N/mm2。七、虎克定律FF虎克定律：引進(jìn)比例系數(shù)E：也可以寫成：E稱22關(guān)于虎克定律的幾點(diǎn)說明：1、虎克定律可簡述為當(dāng)應(yīng)力未超過某一限度時,縱向應(yīng)變與正應(yīng)力成正比；若應(yīng)力超過某一限度，虎克定律不再適用；這個應(yīng)力的限度稱為比例極限；各種材料的比例極限可以通過實(shí)驗(yàn)測得。2、若其他條件相同，則E值愈大，桿件的伸長或縮短就愈小；EA稱為桿件的抗拉剛度或抗壓剛度。關(guān)于虎克定律的幾點(diǎn)說明：1、虎克定律可簡述為當(dāng)應(yīng)力未超過某一23a八、橫向變形a1縱向伸長：橫向收縮：縱向應(yīng)變：橫向應(yīng)變：實(shí)驗(yàn)指出,在彈性范圍內(nèi),橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比的絕對值為一常數(shù),即μ稱為橫向變形系數(shù)或泊松比。因?yàn)棣拧渑cε的符號總是相反,所以又可寫為μ也是無因次的量,它和彈性模量E一樣,也是表示材料力學(xué)性質(zhì)的一個彈性常數(shù),其數(shù)值可由實(shí)驗(yàn)求出,在一般情況下,碳鋼的橫向變形系數(shù)μ約為0.27。a八、橫向變形a1縱向伸長：橫向收縮：縱向應(yīng)變：橫向應(yīng)變：實(shí)242.3材料的機(jī)械性質(zhì)1、工程上所用的構(gòu)件一般都是由一定幾何形狀和尺寸的金屬材料制成。要保證構(gòu)件的正常工作,不僅要知道應(yīng)力的計(jì)算,還必須了解構(gòu)件材料抵抗破壞的能力和它的受力和變形過程中所具有的特性,也即材料的機(jī)械性質(zhì)。2、材料的機(jī)械性質(zhì)是材料本身固有的特性，它能反映出材料的機(jī)械方面的特點(diǎn),它包括強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度四個方面的指標(biāo)，它們都是通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法測定出來的。3、金屬材料大致可以分成塑性材料和脆性材料兩大類。2.3材料的機(jī)械性質(zhì)1、工程上所用的構(gòu)件一般都是由一定幾何25一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性拉伸試驗(yàn)的測量方法：《金屬拉力實(shí)驗(yàn)法》GB228-87。圓截面：l=10d(10倍構(gòu)件)，或l=5d(5倍構(gòu)件)矩形截面：l=11.3√A，或l=5.65√A一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性拉伸試驗(yàn)的測量方法：《金屬拉力26一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性Q235的F-ΔlQ235的σ-ε一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性Q235的F-ΔlQ235的σ27一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性1、彈性階段(Oa段)彈性；彈性形變；虎克定律σ=Eε；斜直線的斜率就是彈性模量E；oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εσp

稱為材料的比例極限,

它是應(yīng)變ε與應(yīng)力σ成正比的應(yīng)力最高限。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性1、彈性階段(Oa段)彈性28一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性2、屈服階段(ac段)屈服；斜劃線；塑性；塑性變形；oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εσs稱為材料的屈服極限(流動極限)，相當(dāng)于危險應(yīng)力σ0；一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性2、屈服階段(ac段)屈服；o29一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性3、強(qiáng)化階段(ce段)材料的強(qiáng)化；頸縮；oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εσb稱為材料的強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度)；σb是危險應(yīng)力σ0的最明顯標(biāo)志；一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性3、強(qiáng)化階段(ce段)材料的強(qiáng)30一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性4、頸縮斷裂階段(ek段)oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εδ>5%的材料稱為塑性材料；δ<5%的材料稱為脆性材料。；伸長率(延伸率)：一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性4、頸縮斷裂階段(ek段)o31一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料32一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料這些材料與低碳鋼相比，其共同點(diǎn)是，都具有良好的塑性；不同點(diǎn)是，這些材料沒有明顯的屈服極限。對于這些材料，工程上規(guī)定：取對應(yīng)于試件卸載后產(chǎn)生0.2%的殘余應(yīng)變時的應(yīng)力值作為材料的名義屈服極限，以σ0.2

表示,也可用σs

表示。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料這些材料與低碳鋼相33一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性脆性材料彈性模量E的確定；有些材料在拉伸時，一直到斷裂，變形都不顯著，而且沒有屈服階段，也沒有頸縮現(xiàn)象，只有斷裂時的強(qiáng)度極限σb

。這些材料的特點(diǎn)是伸長率很小，一般δ<5%，因此稱它們?yōu)榇嘈圆牧?。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性脆性材料彈性模量E的確定；有些34一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性幾點(diǎn)說明：(1)、習(xí)慣上所說的塑性材料或脆性材料,是根據(jù)材料通過常溫靜拉伸試驗(yàn)所得的伸長率δ的數(shù)值大小來區(qū)分的。(2)、實(shí)際上材料的塑性或脆性并非固定不變，溫度、變形速度、應(yīng)力情況和熱處理等都會改變材料的強(qiáng)度及伸長率。(3)、材料也是可以改造的，例如在鑄鐵鐵水中加入球化劑,可以改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而得到球墨鑄鐵，球墨鑄鐵的一些主要機(jī)械性質(zhì)和鋼很相近。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性幾點(diǎn)說明：35二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性塑性材料當(dāng)應(yīng)力小于比例極限σp或屈服極限σs時,它所表現(xiàn)的性質(zhì)與拉伸時相同，而且比例極限與彈性模量的數(shù)值，與受拉伸時數(shù)值大致相等。對于鋼來說，甚至屈服極限σs也基本相同。應(yīng)力超過屈服極限后,材料產(chǎn)生明顯的殘余變形，圓柱形試件高度顯著縮短，而直徑則增大，試件由鼓形逐漸變成圓餅形。塑性材料在壓縮下不會發(fā)生斷裂，所以測不出強(qiáng)度極限。對于塑性材料，拉伸試驗(yàn)是主要的，塑性材料的機(jī)械性質(zhì)主要是用拉伸試驗(yàn)來測定。二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性塑性材料當(dāng)應(yīng)力小于比例極限σp36二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性脆性材料拉伸及壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變曲線的直線部分都不明顯。拉伸及壓縮時都不存在屈服點(diǎn)。壓縮時試件有顯著變形,隨著壓力增加，試件漸呈鼓形,最后試件沿45°～55°斜截面破裂(這是斜截面上最大剪應(yīng)力引起的)，破裂時最大的應(yīng)力叫抗壓強(qiáng)度?？箟簭?qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高得多,約為抗拉強(qiáng)度的2～4倍。因此，脆性材料鑄鐵多用于做承壓構(gòu)件，如機(jī)器的基座等。對于脆性材料，壓縮試驗(yàn)就很重要。二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性脆性材料拉伸及壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變37三、材料的沖擊韌性及其測定1、測定的意義：材料的強(qiáng)度是材料在靜力作用下所具有的抵抗破壞的能力；靜力強(qiáng)度好的材料，在受沖擊力作用下，它們的機(jī)械性能并不一定是良好的。所以，材料機(jī)械性質(zhì)的測定，不僅應(yīng)知道其靜力強(qiáng)度，也應(yīng)知道材料在沖擊力作用下的性質(zhì)。2、沖擊韌性的概念：衡量材料抵抗沖擊能力的指標(biāo)稱為沖擊韌性。工程中最常用的是彎曲沖擊試驗(yàn)。三、材料的沖擊韌性及其測定1、測定的意義：2、沖擊韌性的概念38三、材料的沖擊韌性及其測定沖擊韌性就是沖斷標(biāo)準(zhǔn)試件所需要的能量，其單位是N·m，即焦耳(J)，可由試驗(yàn)機(jī)上直接顯示出來。三、材料的沖擊韌性及其測定沖擊韌性就是沖斷標(biāo)準(zhǔn)試件所需要的能39四、材料的硬度及其測定1、硬度是材料質(zhì)地軟硬程度的度量，是材料抵抗其他物體對它表面局部壓入的能力。2、硬度愈高即表明材料抵抗塑性變形能力愈大，材料產(chǎn)生塑性變形愈困難。3、與材料的其他機(jī)械性質(zhì)(如強(qiáng)度極限、屈服極限、塑性等)存在著一定的關(guān)系。4、硬度測定又具有方法簡便、不破壞試件的特點(diǎn)，經(jīng)硬度測定過的零件仍可使用，所以，工程上關(guān)于硬度試驗(yàn)的應(yīng)用頗為廣泛。四、材料的硬度及其測定1、硬度是材料質(zhì)地軟硬程度的度量，是材40四、材料的硬度及其測定A布氏硬度F———通過鋼球加在試件表面的載荷，N；D———鋼球直徑，mm；d———壓痕直徑，mm。若測定布氏硬度值在450以下的材料，應(yīng)選用普通淬火鋼球，用HBS表示；若測定布氏硬度值在450～650的材料，應(yīng)使用硬質(zhì)合金球，用HBW表示；四、材料的硬度及其測定A布氏硬度F———通過鋼球加在試件表41四、材料的硬度及其測定B洛氏硬度對于質(zhì)地較硬的鋼材,可采用洛氏試驗(yàn)法來測定硬度。常見表示方法有：HRAHRBHRC四、材料的硬度及其測定B洛氏硬度對于質(zhì)地較硬的鋼材,可采42五、影響材料機(jī)械性質(zhì)的因素1、溫度對材料性質(zhì)的影響；2、交變應(yīng)力對強(qiáng)度的影響；3、其它因素的影響；五、影響材料機(jī)械性質(zhì)的因素1、溫度對材料性質(zhì)的影響；43六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力塑性材料：

脆性材料：許用應(yīng)力：n叫做安全系數(shù)，必須大于1。塑性材料：

ns稱為屈服安全系數(shù)；脆性材料：nb稱為斷裂安全系數(shù)；六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力塑性材料：脆性材料：許用應(yīng)力：n叫做44六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力選取安全系數(shù)的理由：(1)主觀認(rèn)識和客觀實(shí)際之間的差別；(2)必要的強(qiáng)度儲備；選取安全系數(shù)的原則：(1)安全性；(2)經(jīng)濟(jì)性；六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力選取安全系數(shù)的理由：選取安全系數(shù)的原則451232.4簡單拉、壓的超靜定問題12Δl3Δl11232.4簡單拉、壓的超靜定問題12Δl3Δl1462.4簡單拉、壓的超靜定問題1、什么叫超靜定問題？如果桿件的內(nèi)力及構(gòu)件上的約束反力等未知力的數(shù)目超過了獨(dú)立的靜力平衡方程數(shù)，則這些未知力不能單憑靜力方程來求解，必須另立補(bǔ)充方程，這類問題屬于超靜定(或稱為靜不定)問題。2、多于靜力平衡方程數(shù)的約束，一般叫做“多余”約束。所謂“多余”，是相對于靜力方程數(shù)而言的，從構(gòu)件工作需要，并不算多余。3、超靜定問題的解決方法：解超靜定問題時需要列出補(bǔ)充方程，所需的補(bǔ)充方程總可從桿件受力后的變形諧調(diào)條件來建立。2.4簡單拉、壓的超靜定問題1、什么叫超靜定問題？2、多于47xy本章習(xí)題講解習(xí)題2-1試求圖示各桿1-1、2-2及3-3截面上的軸力，并作軸力圖。FF2F-F-2Fxy本章習(xí)題講解習(xí)題2-1試求圖示各桿1-1、2-2及3-48本章習(xí)題講解習(xí)題2-2圖示鋼桿，已知：桿的橫截面面積等于100mm2，鋼的彈性模量E=2×105MPa，F(xiàn)=10kN，Q=4kN，要求：(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)變；(2)計(jì)算鋼桿的總變形；(3)畫鋼桿的軸力圖。123本章習(xí)題講解習(xí)題2-2圖示鋼桿，已知：桿的橫截面面積等于149本章習(xí)題講解123(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)變；1段：本章習(xí)題講解123(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)50本章習(xí)題講解123(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)變；2段：本章習(xí)題講解123(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)51本章習(xí)題講解123(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)變；3段：本章習(xí)題講解123(1)計(jì)算鋼桿各段內(nèi)的應(yīng)力、絕對變形和應(yīng)52本章習(xí)題講解123(2)計(jì)算剛才的總變形；本章習(xí)題講解123(2)計(jì)算剛才的總變形；53本章習(xí)題講解(3)畫鋼桿的軸力圖。FFQQmm106kN200600400本章習(xí)題講解(3)畫鋼桿的軸力圖。FFQQmm106kN2054本章習(xí)題講解習(xí)題2-4有一管道吊架如圖所示(尺寸單位均為mm)，吊有A、B、C三根管道。已知A、B管道重GA=GB=5kN,C管道重GC=3kN，吊架橫梁KJ是由吊桿HK、IJ支承，吊桿材料為Q235-A圓鋼，許用應(yīng)力[σ]=100MPa。吊桿和橫梁自重可忽略不計(jì)，試設(shè)計(jì)吊桿HK、IJ的截面尺寸。提示：若吊桿HK、IJ受力相差不大，為了制造安裝方便起見,可選用相同的直徑。本章習(xí)題講解習(xí)題2-4有一管道吊架如圖所示(尺寸單位均為55本章習(xí)題講解第一步：選取分離體，畫出受力圖：300500300500KIJH以K為簡化中心：GAGCGB本章習(xí)題講解第一步：選取分離體，畫出受力圖：3005003056本章習(xí)題講解以J為簡化中心：第一步：選取分離體，畫出受力圖：300500300500KIJHGAGCGB經(jīng)計(jì)算，HK桿和IJ桿都取直徑為10mm。本章習(xí)題講解以J為簡化中心：第一步：選取分離體，畫出受力圖：57本章習(xí)題講解2-6起重吊鉤的上端為T110×2梯形螺紋,螺紋外徑d=110mm，根徑d1=97mm，吊鉤材料為20號鋼，許用應(yīng)力[σ]=50MPa，試按吊鉤的直桿部分確定吊鉤所容許的最大起吊重W。本章習(xí)題講解2-6起重吊鉤的上端為T110×2梯形螺紋,58本章習(xí)題講解2-7圖示連桿端部是用兩個螺栓把相互分離的兩部分連成整體，若連桿上作用力F=128kN，螺栓根徑d=37mm，螺栓材料的許用應(yīng)力[σ]=60MPa，試校核螺栓的強(qiáng)度。所以該螺栓在強(qiáng)度方面是安全的。本章習(xí)題講解2-7圖示連桿端部是用兩個螺栓把相互分離的兩部59本章習(xí)題講解2-13上段由銅、下段由鋼做成的桿，其兩端固定，在兩端連接的地方受到力F=100kN的作用，設(shè)桿的橫截面面積都為A=2000mm2。試求桿各段內(nèi)橫截面上的應(yīng)力。已知：E銅=1×105MPa,E鋼=2×105MPa。F1F2本章習(xí)題講解2-13上段由銅、下段由鋼做成的桿，其兩端固定60本章作業(yè)題：2-2、2-3、2-4、2-6、2-7、2-13本章作業(yè)題：61本章完！本章完！62第二章拉伸與壓縮第二章拉伸與壓縮63本章主要討論的四個問題：

(1)內(nèi)力與截面法；(2)應(yīng)力與強(qiáng)度條件；(3)材料的變形與虎克定律；(4)材料的力學(xué)性能。本章主要討論的四個問題：

(1)內(nèi)力與截面法；642.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象什么叫剛體？剛體是實(shí)際固體的理想化模型，即在受力后其大小、形狀和內(nèi)部各點(diǎn)相對位置都保持不變的物體。

什么叫彈性形變？什么叫非彈性形變？彈性形變是指固體受外力作用而使各點(diǎn)間相對位置的改變，當(dāng)外力撤消后，固體又恢復(fù)原狀謂之“彈性形變”。當(dāng)外力撤消后，無法回到原來的形狀稱為非彈性形變。

2.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象什么叫剛體？什么叫652.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象為了保證整個機(jī)器設(shè)備在外力作用下安全可靠地工作，它們的每一個構(gòu)件都必須滿足以下三個基本要求：(1)具有足夠的強(qiáng)度；(強(qiáng)度的概念：構(gòu)件抵抗破壞的能力)(2)具有一定的剛度；(剛度的概念：構(gòu)件抵抗彈性變形的能力)(3)具有足夠的穩(wěn)定性；(穩(wěn)定性的概念：構(gòu)件受力后保持原有平衡狀態(tài)的能力)在研究構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性時，構(gòu)件的變形雖然很小，卻是一個重要的因素,必須加以考慮而不能忽略。因此，在材料力學(xué)中所研究的一切物體都是變形固體。材料力學(xué)的主要任務(wù)是分析、計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，為正確解決安全與經(jīng)濟(jì)之間的矛盾提供必要的理論基礎(chǔ)。2.1材料力學(xué)的基本概念一、任務(wù)和研究對象為了保證整個機(jī)器設(shè)662.1材料力學(xué)的基本概念材料力學(xué)的基本假設(shè)：(1)連續(xù)性假設(shè)(數(shù)學(xué)假設(shè))組成固體的物質(zhì)不留空隙的充滿整個固體的體積。(2)均勻性假設(shè)(力學(xué)假設(shè))固體內(nèi)各點(diǎn)處具有相同的力學(xué)性能。(3)各向同性假設(shè)(物理學(xué)假設(shè))各向同性材料：固體材料內(nèi)沿各個不同方向的力學(xué)性能相同；各向異性材料：固體材料內(nèi)沿各個不同方向的力學(xué)性能不同。(4)小變形假設(shè)(幾何假設(shè))固體受力后的變形比固體的原始尺寸小的多。2.1材料力學(xué)的基本概念材料力學(xué)的基本假設(shè)：67二、內(nèi)力與截面法外力：物體對構(gòu)件的作用，如約束反力、主動力;內(nèi)力：構(gòu)件一部分與相鄰部分之間的相互作用力;材料力學(xué)所注意的就是這種內(nèi)力。對于具有一定橫截面積、由一定材料制成的構(gòu)件，其內(nèi)力的增大具有一定的限度，若超過這個限度,構(gòu)件就發(fā)生破壞。不同的材料制成的構(gòu)件，各有其不同的限度，這個限度就是材料的強(qiáng)度。二、內(nèi)力與截面法外力：物體對構(gòu)件的作用，如約束反力、主動力;68二、內(nèi)力與截面法截面法：假想將桿件切開，使內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，運(yùn)用靜力平衡條件求出截面上內(nèi)力的方法。軸力圖：若選取一個坐標(biāo)系，其橫坐標(biāo)表示橫截面位置，縱坐標(biāo)表示相應(yīng)截面上的軸力，便可用圖形表示出軸力沿桿件軸線的變化情況，這種圖形稱為軸力圖。在軸力圖中，將拉力繪在X軸的上側(cè),壓力繪在X軸的下側(cè)。這樣，軸力圖不但可顯示出桿件各段內(nèi)軸力的大小，而且還可表示出各段內(nèi)的變形是拉伸或是壓縮。二、內(nèi)力與截面法截面法：假想將桿件切開，使內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，運(yùn)69二、內(nèi)力與截面法例2-1圖為一個雙壓手鉚機(jī)的示意圖，作用于活塞桿上的力分別簡化為F1=2.62kN，F(xiàn)2=1.3kN，F(xiàn)3=1.32kN，計(jì)算簡圖如圖所示。試求活塞桿橫截面1-1和2-2的軸力，并作活塞桿的軸力圖。二、內(nèi)力與截面法例2-1圖為一個雙壓手鉚機(jī)的示意圖，作用于70三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式構(gòu)件的基本類型：(1)桿件；(2)板；(3)殼；根據(jù)化工專業(yè)的需要和本課程的特點(diǎn),我們首先著重討論直桿的基本變形與穩(wěn)定性問題,然后結(jié)合化工容器討論殼體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性問題。三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式構(gòu)件的基本類型：71三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式桿件產(chǎn)生變形的基本形式：A軸向拉伸及壓縮；——拉壓變形B彎曲；——彎曲變形C剪切；——剪切變形D扭轉(zhuǎn)；——扭轉(zhuǎn)變形三、構(gòu)件及桿件變形的基本形式桿件產(chǎn)生變形的基本形式：A軸向722.2拉伸和壓縮一、應(yīng)力的基本概念1、定義：我們把橫截面上各點(diǎn)所承受的內(nèi)力數(shù)值稱為應(yīng)力。2、公式：σ＝N/A

3、單位：N/m2Pa；N/mm2MPa；4、規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。5、桿件受外力拉壓時是否破壞,決定于它的橫截面上各點(diǎn)的應(yīng)力大小。2.2拉伸和壓縮一、應(yīng)力的基本概念73二、直桿受軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力1、平面截面假設(shè)：abcdabcdFF變形前的平面橫截面，在變形后，仍然為與軸線垂直的平面。應(yīng)力σ的方向是與橫截面垂直的，所以稱為正應(yīng)力：通常取拉伸時的軸力作為正值，壓縮時的軸力作為負(fù)值。二、直桿受軸向拉伸或壓縮時橫截面上的應(yīng)力1、平面截面假設(shè)：a74三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力為了全面了解直桿在軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度計(jì)算，還需要研究直桿在任意斜截面上的應(yīng)力是怎樣分布的，會不會超過橫截面上的應(yīng)力，究竟哪一截面上的應(yīng)力最大？直桿橫截面上的應(yīng)力與斜面上的應(yīng)力有什么關(guān)系？FFαN三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力為了全面了解直桿在軸75三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力FFαN斜截面的面積：斜截面法向應(yīng)力：(正應(yīng)力)斜截面切向應(yīng)力：(剪應(yīng)力)三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力FFαN斜截面的面積76符號規(guī)定σα和τα的說明（1）正應(yīng)力σα以拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。（2）剪應(yīng)力τα繞物體內(nèi)任一點(diǎn)有順時針轉(zhuǎn)動趨勢的為正，反之為負(fù)。最大值確定（1）在α＝0的截面(橫截面)上，σα＝σmax＝σ0（2）在α＝45o的截面上，τα＝τmax＝σ0/2三、直桿受軸向拉伸或壓縮時斜截面上的應(yīng)力符號規(guī)定σα和τα的說明（1）正應(yīng)力σα以拉應(yīng)力為正，壓77四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件1、危險應(yīng)力：桿件橫截面上的應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時，桿件就開始破壞，這一應(yīng)力稱為危險應(yīng)力，用σ0表示。為了使桿件能安全工作,桿件橫截面上的正應(yīng)力———最大工作應(yīng)力σmax不應(yīng)超過危險應(yīng)力σ0，即2、許用應(yīng)力：①為了補(bǔ)償構(gòu)件實(shí)際工作情況與設(shè)計(jì)計(jì)算時所設(shè)想的條件不一致。②為了有必要的強(qiáng)度儲備。故應(yīng)選取危險應(yīng)力σ0的若干分之一作為構(gòu)件工作時允許應(yīng)力的最大值,這種最大的允許應(yīng)力稱為許用應(yīng)力，用符號[σ]來表示。為了保證受軸向拉伸或壓縮時的桿件安全可靠地工作，必須使此式是保證直桿有足夠強(qiáng)度,能夠安全可靠地使用的條件,叫做強(qiáng)度條件。四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件1、危險應(yīng)力：桿件橫截面78四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件3、根據(jù)強(qiáng)度條件可以解決桿件三個方面的問題：A強(qiáng)度校核：B截面設(shè)計(jì)：C確定許用載荷：四、直桿受軸向拉伸或壓縮時的強(qiáng)度條件3、根據(jù)強(qiáng)度條件可以解決79五、例題講解例2-2立式容器重20kN，用4根88.5×4mm鋼管作為容器的支腳，其總高H=200mm,已知鋼管許用應(yīng)力[σ]=108MPa，試校核鋼管的強(qiáng)度。五、例題講解例2-2立式容器重20kN，用4根88.580五、例題講解例2-3管架由橫梁AB，拉桿AC組成。橫梁AB承受管道的重力分別為G1=8kN,G2=G3=5kN。橫梁AB的長度l=6m，B端由支座支承，A端由直徑為d的兩根拉桿(圓鋼)吊掛著。圓鋼的許用應(yīng)力[σ]=100MPa，試確定圓鋼截面尺寸。五、例題講解例2-3管架由橫梁AB，拉桿AC組成。橫梁AB81五、例題講解例2-4旋臂起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，通過小車起吊重物，小車工作時能沿著橫梁AB移動。已知小車自重G=5kN，拉桿BC的直徑d=20mm，材料為低碳鋼，許用應(yīng)力[σ]=120MPa,試由拉桿BC確定此起重機(jī)的許可起吊重[Q]。五、例題講解例2-4旋臂起重機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖所示，通過小車起吊82六、縱向變形FF拉伸時Δl稱為直桿的絕對伸長,為正值;壓縮時Δl稱為絕對縮短,為負(fù)值。這個比值ε稱為直桿的相對伸長或相對縮短,統(tǒng)稱為桿的縱向應(yīng)變。ε的符號,在拉伸時為正值,在壓縮時為負(fù)值。ε表示單位長度直桿變形的大小。顯然,ε是無因次量,在工程中也常用原長的百分?jǐn)?shù)來表示。六、縱向變形FF拉伸時Δl稱為直桿的絕對伸長,為正值;83七、虎克定律FF虎克定律：引進(jìn)比例系數(shù)E：也可以寫成：E稱為材料的彈性模量，表示材料抵抗彈性變形的能力。單位：MPa或N/mm2。七、虎克定律FF虎克定律：引進(jìn)比例系數(shù)E：也可以寫成：E稱84關(guān)于虎克定律的幾點(diǎn)說明：1、虎克定律可簡述為當(dāng)應(yīng)力未超過某一限度時,縱向應(yīng)變與正應(yīng)力成正比；若應(yīng)力超過某一限度，虎克定律不再適用；這個應(yīng)力的限度稱為比例極限；各種材料的比例極限可以通過實(shí)驗(yàn)測得。2、若其他條件相同，則E值愈大，桿件的伸長或縮短就愈??；EA稱為桿件的抗拉剛度或抗壓剛度。關(guān)于虎克定律的幾點(diǎn)說明：1、虎克定律可簡述為當(dāng)應(yīng)力未超過某一85a八、橫向變形a1縱向伸長：橫向收縮：縱向應(yīng)變：橫向應(yīng)變：實(shí)驗(yàn)指出,在彈性范圍內(nèi),橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變之比的絕對值為一常數(shù),即μ稱為橫向變形系數(shù)或泊松比。因?yàn)棣拧渑cε的符號總是相反,所以又可寫為μ也是無因次的量,它和彈性模量E一樣,也是表示材料力學(xué)性質(zhì)的一個彈性常數(shù),其數(shù)值可由實(shí)驗(yàn)求出,在一般情況下,碳鋼的橫向變形系數(shù)μ約為0.27。a八、橫向變形a1縱向伸長：橫向收縮：縱向應(yīng)變：橫向應(yīng)變：實(shí)862.3材料的機(jī)械性質(zhì)1、工程上所用的構(gòu)件一般都是由一定幾何形狀和尺寸的金屬材料制成。要保證構(gòu)件的正常工作,不僅要知道應(yīng)力的計(jì)算,還必須了解構(gòu)件材料抵抗破壞的能力和它的受力和變形過程中所具有的特性,也即材料的機(jī)械性質(zhì)。2、材料的機(jī)械性質(zhì)是材料本身固有的特性，它能反映出材料的機(jī)械方面的特點(diǎn),它包括強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度四個方面的指標(biāo)，它們都是通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法測定出來的。3、金屬材料大致可以分成塑性材料和脆性材料兩大類。2.3材料的機(jī)械性質(zhì)1、工程上所用的構(gòu)件一般都是由一定幾何87一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性拉伸試驗(yàn)的測量方法：《金屬拉力實(shí)驗(yàn)法》GB228-87。圓截面：l=10d(10倍構(gòu)件)，或l=5d(5倍構(gòu)件)矩形截面：l=11.3√A，或l=5.65√A一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性拉伸試驗(yàn)的測量方法：《金屬拉力88一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性Q235的F-ΔlQ235的σ-ε一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性Q235的F-ΔlQ235的σ89一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性1、彈性階段(Oa段)彈性；彈性形變；虎克定律σ=Eε；斜直線的斜率就是彈性模量E；oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εσp

稱為材料的比例極限,

它是應(yīng)變ε與應(yīng)力σ成正比的應(yīng)力最高限。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性1、彈性階段(Oa段)彈性90一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性2、屈服階段(ac段)屈服；斜劃線；塑性；塑性變形；oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εσs稱為材料的屈服極限(流動極限)，相當(dāng)于危險應(yīng)力σ0；一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性2、屈服階段(ac段)屈服；o91一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性3、強(qiáng)化階段(ce段)材料的強(qiáng)化；頸縮；oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εσb稱為材料的強(qiáng)度極限(抗拉強(qiáng)度)；σb是危險應(yīng)力σ0的最明顯標(biāo)志；一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性3、強(qiáng)化階段(ce段)材料的強(qiáng)92一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性4、頸縮斷裂階段(ek段)oε/%σpσsσbo1δσacekQ235的σ-εδ>5%的材料稱為塑性材料；δ<5%的材料稱為脆性材料。；伸長率(延伸率)：一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性4、頸縮斷裂階段(ek段)o93一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料94一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料這些材料與低碳鋼相比，其共同點(diǎn)是，都具有良好的塑性；不同點(diǎn)是，這些材料沒有明顯的屈服極限。對于這些材料，工程上規(guī)定：取對應(yīng)于試件卸載后產(chǎn)生0.2%的殘余應(yīng)變時的應(yīng)力值作為材料的名義屈服極限，以σ0.2

表示,也可用σs

表示。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性其它塑性材料這些材料與低碳鋼相95一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性脆性材料彈性模量E的確定；有些材料在拉伸時，一直到斷裂，變形都不顯著，而且沒有屈服階段，也沒有頸縮現(xiàn)象，只有斷裂時的強(qiáng)度極限σb

。這些材料的特點(diǎn)是伸長率很小，一般δ<5%，因此稱它們?yōu)榇嘈圆牧?。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性脆性材料彈性模量E的確定；有些96一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性幾點(diǎn)說明：(1)、習(xí)慣上所說的塑性材料或脆性材料,是根據(jù)材料通過常溫靜拉伸試驗(yàn)所得的伸長率δ的數(shù)值大小來區(qū)分的。(2)、實(shí)際上材料的塑性或脆性并非固定不變，溫度、變形速度、應(yīng)力情況和熱處理等都會改變材料的強(qiáng)度及伸長率。(3)、材料也是可以改造的，例如在鑄鐵鐵水中加入球化劑,可以改變其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而得到球墨鑄鐵，球墨鑄鐵的一些主要機(jī)械性質(zhì)和鋼很相近。一、金屬材料拉伸時的強(qiáng)度與塑性幾點(diǎn)說明：97二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性塑性材料當(dāng)應(yīng)力小于比例極限σp或屈服極限σs時,它所表現(xiàn)的性質(zhì)與拉伸時相同，而且比例極限與彈性模量的數(shù)值，與受拉伸時數(shù)值大致相等。對于鋼來說，甚至屈服極限σs也基本相同。應(yīng)力超過屈服極限后,材料產(chǎn)生明顯的殘余變形，圓柱形試件高度顯著縮短，而直徑則增大，試件由鼓形逐漸變成圓餅形。塑性材料在壓縮下不會發(fā)生斷裂，所以測不出強(qiáng)度極限。對于塑性材料，拉伸試驗(yàn)是主要的，塑性材料的機(jī)械性質(zhì)主要是用拉伸試驗(yàn)來測定。二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性塑性材料當(dāng)應(yīng)力小于比例極限σp98二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性脆性材料拉伸及壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變曲線的直線部分都不明顯。拉伸及壓縮時都不存在屈服點(diǎn)。壓縮時試件有顯著變形,隨著壓力增加，試件漸呈鼓形,最后試件沿45°～55°斜截面破裂(這是斜截面上最大剪應(yīng)力引起的)，破裂時最大的應(yīng)力叫抗壓強(qiáng)度。抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度高得多,約為抗拉強(qiáng)度的2～4倍。因此，脆性材料鑄鐵多用于做承壓構(gòu)件，如機(jī)器的基座等。對于脆性材料，壓縮試驗(yàn)就很重要。二、金屬材料壓縮時的強(qiáng)度與塑性脆性材料拉伸及壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變99三、材料的沖擊韌性及其測定1、測定的意義：材料的強(qiáng)度是材料在靜力作用下所具有的抵抗破壞的能力；靜力強(qiáng)度好的材料，在受沖擊力作用下，它們的機(jī)械性能并不一定是良好的。所以，材料機(jī)械性質(zhì)的測定，不僅應(yīng)知道其靜力強(qiáng)度，也應(yīng)知道材料在沖擊力作用下的性質(zhì)。2、沖擊韌性的概念：衡量材料抵抗沖擊能力的指標(biāo)稱為沖擊韌性。工程中最常用的是彎曲沖擊試驗(yàn)。三、材料的沖擊韌性及其測定1、測定的意義：2、沖擊韌性的概念100三、材料的沖擊韌性及其測定沖擊韌性就是沖斷標(biāo)準(zhǔn)試件所需要的能量，其單位是N·m，即焦耳(J)，可由試驗(yàn)機(jī)上直接顯示出來。三、材料的沖擊韌性及其測定沖擊韌性就是沖斷標(biāo)準(zhǔn)試件所需要的能101四、材料的硬度及其測定1、硬度是材料質(zhì)地軟硬程度的度量，是材料抵抗其他物體對它表面局部壓入的能力。2、硬度愈高即表明材料抵抗塑性變形能力愈大，材料產(chǎn)生塑性變形愈困難。3、與材料的其他機(jī)械性質(zhì)(如強(qiáng)度極限、屈服極限、塑性等)存在著一定的關(guān)系。4、硬度測定又具有方法簡便、不破壞試件的特點(diǎn)，經(jīng)硬度測定過的零件仍可使用，所以，工程上關(guān)于硬度試驗(yàn)的應(yīng)用頗為廣泛。四、材料的硬度及其測定1、硬度是材料質(zhì)地軟硬程度的度量，是材102四、材料的硬度及其測定A布氏硬度F———通過鋼球加在試件表面的載荷，N；D———鋼球直徑，mm；d———壓痕直徑，mm。若測定布氏硬度值在450以下的材料，應(yīng)選用普通淬火鋼球，用HBS表示；若測定布氏硬度值在450～650的材料，應(yīng)使用硬質(zhì)合金球，用HBW表示；四、材料的硬度及其測定A布氏硬度F———通過鋼球加在試件表103四、材料的硬度及其測定B洛氏硬度對于質(zhì)地較硬的鋼材,可采用洛氏試驗(yàn)法來測定硬度。常見表示方法有：HRAHRBHRC四、材料的硬度及其測定B洛氏硬度對于質(zhì)地較硬的鋼材,可采104五、影響材料機(jī)械性質(zhì)的因素1、溫度對材料性質(zhì)的影響；2、交變應(yīng)力對強(qiáng)度的影響；3、其它因素的影響；五、影響材料機(jī)械性質(zhì)的因素1、溫度對材料性質(zhì)的影響；105六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力塑性材料：

脆性材料：許用應(yīng)力：n叫做安全系數(shù)，必須大于1。塑性材料：

ns稱為屈服安全系數(shù)；脆性材料：nb稱為斷裂安全系數(shù)；六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力塑性材料：脆性材料：許用應(yīng)力：n叫做106六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力選取安全系數(shù)的理由：(1)主觀認(rèn)識和客觀實(shí)際之間的差別；(2)必要的強(qiáng)度儲備；選取安全系數(shù)的原則：(1)安全性；(2)經(jīng)濟(jì)性；六、安全系數(shù)和許用應(yīng)力選取安全系數(shù)的理由：選取安全系數(shù)的原則1071232.4簡單拉、壓的超靜定問題12Δl3Δl11232.4簡單拉、壓的超靜定問題12Δl3Δl11082.4簡