構(gòu)件的拉壓強(qiáng)度分析

構(gòu)件的拉壓強(qiáng)度分析第1頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容第一節(jié)構(gòu)件軸向拉伸與壓縮的概念構(gòu)件軸向拉伸與壓縮的強(qiáng)度計(jì)算材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能橫截面上的內(nèi)力橫截面上的應(yīng)力拉伸、壓縮強(qiáng)度計(jì)算塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能塑性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能脆性材料的力學(xué)性能第2頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一構(gòu)件的軸向拉伸與壓縮螺栓的軸向拉伸汽缸連桿的軸向壓縮第一節(jié)構(gòu)件軸向拉伸與壓縮的概念第3頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月橫截面上的內(nèi)力二構(gòu)件軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算外力：構(gòu)件上的載荷與約束力稱(chēng)為外力。內(nèi)力：構(gòu)件內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)之間相互作用力稱(chēng)為內(nèi)力。內(nèi)力的特點(diǎn)：（1）內(nèi)力隨外力增加而增加。（2）橫截面上的內(nèi)力分布是均勻的。（3）內(nèi)力的作用線垂直構(gòu)件桿)的橫截面，并通過(guò)截面的形心，這種內(nèi)力也稱(chēng)為軸力。第二節(jié)軸向拉伸與壓縮的內(nèi)力與截面法第4頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)力，單位N/mm2

。第三節(jié)橫截面上的應(yīng)力1GPa=103MPa=109Pa內(nèi)力與應(yīng)力橫截面上正應(yīng)力計(jì)算方式為

σ的方向規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。式中σ

---橫截面上的正應(yīng)力(MPa)；

FN---橫截面上的軸力(內(nèi)力)(N)；

A---橫截面的面積(mm2)。第5頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)構(gòu)件軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算為了保證拉、壓桿具有足夠的強(qiáng)度，必須使其最大正應(yīng)力σmax(工作應(yīng)力)小于或等于材料在拉伸(壓縮)時(shí)的許用應(yīng)力[σ]。式中FN---構(gòu)件危險(xiǎn)截面處的軸力(N)；

A--構(gòu)件危險(xiǎn)截面面積(mm2)；

[σ]——由材料和熱處理所確定的許用應(yīng)力（MPa）。第6頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例12-1：若連桿所受壓力為F=115．5kN，截面尺寸b=50mm，h=65mm，材料許用應(yīng)力[σ]=50MPa，當(dāng)OA與AB垂直時(shí)，試校核連桿的強(qiáng)度?；钊B桿受力圖BAB第7頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月解：連桿所受的軸力

FN=F=115．5kN

計(jì)算連桿截面面積

A=b×h=50mm×65mm=3250mm2

校核連桿的強(qiáng)度，由強(qiáng)度條件得

因?yàn)棣摇躘σ]，所以連桿強(qiáng)度足夠。第8頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能選擇具有典型性的低碳鋼作拉伸試驗(yàn)；標(biāo)準(zhǔn)試件；設(shè)備為材料拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)；緩慢加載，直至試件被拉斷；試件受力變形為拉伸曲線。拉伸試樣第9頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月σ-ε曲線四個(gè)階段

低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線1彈性階段σP比例極限σe彈性極限oA段直線的斜率為試件的彈性模量，用E表示，也稱(chēng)為材料的剛度。第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能第10頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月屈服階段應(yīng)力雖然不再增加，但變形卻迅速增大，材料猶如失去了變形的抵抗能力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為材料屈服。此時(shí)卸載，材料不能恢復(fù)原來(lái)的形狀，稱(chēng)為塑性變形。塑性變形在汽車(chē)機(jī)械中是不允許的。屈服階段的最低應(yīng)力值σs

，稱(chēng)為材料的屈服點(diǎn)。低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能第11頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)化階段經(jīng)過(guò)屈服階段以后，曲線又繼續(xù)上升，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為材料的強(qiáng)化。強(qiáng)化階段中的最高點(diǎn)D所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是材料承受的最大應(yīng)力，稱(chēng)為強(qiáng)度或強(qiáng)度極限。強(qiáng)度或強(qiáng)度極限是材料抵抗破壞能力的指標(biāo)。低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能第12頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線應(yīng)力達(dá)到σb后，試件在某一局部范圍內(nèi)橫向尺寸突然縮小，形成“頸縮”現(xiàn)象，這時(shí)承載能力急劇下降。最后在頸縮處被拉斷。頸縮階段第13頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月伸長(zhǎng)率和斷面收縮率材料的塑性以試件拉斷后遺留下來(lái)的塑性變形來(lái)表示。塑性大小用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來(lái)表示。×100%×100%式中L1---試件拉斷后的長(zhǎng)度(mm)；

L---試件原始長(zhǎng)度(mm)；

A1---試件拉斷處的橫截面面積(mm2)；

A---試件原始橫截面面積(mm2)。第14頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月塑性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能第三節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能塑性材料壓縮時(shí)，在屈服階段以前，兩曲線基本重合。屈服階段后，試件愈壓愈扁，曲線不斷上升，得不到材料壓縮時(shí)的抗壓強(qiáng)度。低碳鋼壓縮時(shí)的σ-ε曲線第15頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月以灰鑄鐵為例，它在拉伸時(shí)為一條微彎的曲線，無(wú)屈服現(xiàn)象，不產(chǎn)生頸縮，變形小，當(dāng)應(yīng)力達(dá)一定數(shù)值時(shí)，突然斷裂。第三節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能脆性材料的力學(xué)性能灰鑄鐵拉伸時(shí)的σ-ε曲線第16頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月構(gòu)件的拉伸拉伸拉斷第17頁(yè)，課件共20頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月灰鑄鐵壓縮時(shí)也無(wú)明顯的直線部分，無(wú)屈服極限，但是強(qiáng)度超過(guò)抗拉強(qiáng)度4~5倍，其他脆性材料也具有這樣的性質(zhì)。第三節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能脆性材料的力學(xué)性能灰鑄鐵壓縮時(shí)的