工程力學課件軸向拉伸與壓縮

匯報人：AA2024-01-28工程力學課件軸向拉伸與壓縮引言軸向拉伸與壓縮的基本概念軸向拉伸與壓縮的力學性質(zhì)軸向拉伸與壓縮的計算方法軸向拉伸與壓縮的實驗研究軸向拉伸與壓縮的工程應用contents目錄01引言工程力學是研究物體機械運動規(guī)律的科學，是工程技術(shù)的基礎(chǔ)學科之一。軸向拉伸與壓縮是工程力學中的重要內(nèi)容，廣泛存在于各種工程結(jié)構(gòu)和機械構(gòu)件中。掌握軸向拉伸與壓縮的基本原理和分析方法，對于工程技術(shù)人員解決實際問題具有重要意義。課程背景與意義物體受到沿其軸線方向的外力作用，使其沿軸線方向伸長。軸向拉伸軸向壓縮拉伸與壓縮的特點物體受到沿其軸線方向的外力作用，使其沿軸線方向縮短。受力方向與軸線方向一致，變形主要發(fā)生在軸線方向上。030201軸向拉伸與壓縮概述掌握軸向拉伸與壓縮的基本概念、原理和分析方法。了解軸向拉伸與壓縮在工程中的應用實例和注意事項。學習目標與要求能夠運用相關(guān)理論和方法，分析和解決簡單的軸向拉伸與壓縮問題。培養(yǎng)學生的工程意識和分析問題的能力，為后續(xù)課程的學習打下基礎(chǔ)。02軸向拉伸與壓縮的基本概念當桿件受到一對大小相等、方向相反、作用線與桿件軸線重合的外力作用時，桿件將沿其軸線方向伸長，這種變形稱為軸向拉伸。若上述外力作用的方向與桿件軸線方向相反，則桿件將沿其軸線方向縮短，這種變形稱為軸向壓縮。軸向拉伸與壓縮的定義軸向壓縮軸向拉伸在彈性范圍內(nèi)，軸向力與桿件的變形量成正比，即胡克定律。軸向力與變形呈線性關(guān)系在拉伸時，軸向力與變形方向相同；在壓縮時，軸向力與變形方向相反。軸向力與變形方向一致軸向力與變形的關(guān)系應力是單位面積上的內(nèi)力，它反映了物體內(nèi)部各部分之間相互作用的強弱程度。在軸向拉伸與壓縮中，應力可表示為σ=F/A，其中F為軸向力，A為桿件的橫截面積。應力應變是物體在外力作用下產(chǎn)生的變形程度，它反映了物體形狀的改變。在軸向拉伸與壓縮中，應變可表示為ε=ΔL/L，其中ΔL為桿件的變形量（伸長或縮短），L為桿件的原長。應變應力與應變的概念03軸向拉伸與壓縮的力學性質(zhì)受到大小相等、方向相反、作用線與桿件軸線重合的一對力偶作用。受力特點在力偶作用下，桿件產(chǎn)生沿軸線方向的伸長或縮短。變形特點橫截面上的正應力均勻分布，且垂直于橫截面。應力特點軸向拉伸與壓縮的力學特點彈性模量反映材料抵抗彈性變形的能力，是材料在彈性階段內(nèi)應力與應變的比值。泊松比反映材料在單向受拉或受壓時，橫向變形與軸向變形之間的比值。屈服極限材料開始產(chǎn)生屈服現(xiàn)象的應力值，是材料由彈性變形階段進入塑性變形階段的臨界應力。材料的力學性質(zhì)030201塑性屈服材料在拉伸或壓縮過程中，當應力達到屈服極限后，產(chǎn)生顯著的塑性變形而不斷裂。疲勞斷裂材料在交變應力作用下，經(jīng)過一定次數(shù)的應力循環(huán)后發(fā)生的斷裂。疲勞斷裂前一般無明顯的塑性變形。脆性斷裂無明顯塑性變形的突然斷裂，斷裂面一般垂直于最大正應力方向。軸向拉伸與壓縮的破壞形式04軸向拉伸與壓縮的計算方法截面法的基本原理通過截取物體的某一部分，分析截面上的內(nèi)力，進而求得軸力。截面法的應用步驟確定研究對象，截取部分物體，分析截面上的內(nèi)力，建立平衡方程求解。軸力圖的繪制根據(jù)計算結(jié)果，繪制軸力圖，直觀表示軸力沿桿件的變化情況。截面法計算軸力03應力與應變的關(guān)系根據(jù)胡克定律，應力與應變之間存在一定的比例關(guān)系，即應力等于彈性模量乘以應變。01應力的概念及分類應力是單位面積上的內(nèi)力，根據(jù)受力方向和截面方向的關(guān)系，可分為正應力、切應力等。02應變的概念及分類應變是物體在外力作用下產(chǎn)生的變形程度，可分為線應變、切應變等。應力與應變的計算拉伸與壓縮的強度條件為保證桿件在拉伸與壓縮時不發(fā)生破壞，必須滿足一定的強度條件，即桿件內(nèi)的最大工作應力不超過材料的許用應力。強度計算的基本步驟確定計算對象，分析受力情況，計算截面上的內(nèi)力，根據(jù)強度條件進行校核或設(shè)計。提高強度的措施通過合理設(shè)計截面形狀、選擇高強度材料、減小應力集中等措施，可以提高桿件的強度。軸向拉伸與壓縮的強度計算05軸向拉伸與壓縮的實驗研究實驗目的通過實驗研究軸向拉伸與壓縮過程中材料的力學性能和變形行為，為工程設(shè)計和材料選擇提供依據(jù)。實驗原理在軸向拉伸與壓縮實驗中，試樣受到沿其軸線方向的拉伸或壓縮載荷作用。通過測量試樣的變形和載荷，可以得到材料的應力-應變關(guān)系、彈性模量、屈服強度、抗拉（壓）強度等力學性能指標。實驗目的與原理萬能材料試驗機、引伸計、載荷傳感器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。實驗設(shè)備按照實驗要求準備標準試樣，并進行尺寸測量和記錄。1.準備試樣將試樣安裝在試驗機的夾頭中，確保試樣軸線與試驗機軸線重合。2.安裝試樣實驗設(shè)備與步驟3.安裝引伸計啟動試驗機，施加拉伸或壓縮載荷，同時記錄載荷和變形數(shù)據(jù)。4.開始實驗5.結(jié)束實驗6.數(shù)據(jù)處理01020403對實驗數(shù)據(jù)進行整理和分析，得到材料的力學性能指標。在試樣上安裝引伸計，用于測量試樣的變形。當試樣斷裂或達到預定變形量時，停止實驗，并卸載載荷。實驗設(shè)備與步驟實驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)論根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制應力-應變曲線，計算彈性模量、屈服強度、抗拉（壓）強度等力學性能指標。結(jié)果分析通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，可以了解材料在軸向拉伸與壓縮過程中的力學性能和變形行為。例如，通過應力-應變曲線可以判斷材料的彈塑性性質(zhì)、屈服點和斷裂點等。實驗結(jié)論根據(jù)實驗結(jié)果和分析，可以得出關(guān)于材料軸向拉伸與壓縮性能的結(jié)論。這些結(jié)論可以為工程設(shè)計和材料選擇提供依據(jù)，指導實際工程應用。數(shù)據(jù)處理06軸向拉伸與壓縮的工程應用軸向拉伸與壓縮是工程中最常見的受力形式之一，廣泛存在于各種工程結(jié)構(gòu)和機械構(gòu)件中。研究軸向拉伸與壓縮對于合理設(shè)計工程結(jié)構(gòu)、確保工程安全具有重要意義。通過分析軸向拉伸與壓縮的受力特點和變形規(guī)律，可以為工程實踐提供理論指導和技術(shù)支持。軸向拉伸與壓縮在工程中的意義橋梁工程01橋梁的主梁、橋墩等構(gòu)件在受到車輛荷載、風荷載等作用時，會產(chǎn)生軸向拉伸或壓縮變形。通過合理的設(shè)計和施工措施，可以確保橋梁的安全和穩(wěn)定性。建筑工程02高層建筑、大跨度屋蓋等結(jié)構(gòu)在受到重力、風荷載、地震等作用時，會產(chǎn)生軸向拉伸或壓縮變形。通過結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計優(yōu)化，可以實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。機械工程03各種軸類、桿類構(gòu)件在受到外力作用時，會產(chǎn)生軸向拉伸或壓縮變形。通過材料力學分析和強度設(shè)計，可以確保機械構(gòu)件的承載能力和使用壽命。典型工程案例分析工程實踐中的注意事項在進行軸向拉伸與壓縮分析時，需要考慮材料的力學性能和構(gòu)件的幾何形狀、尺寸等因