第二章－軸向拉伸與壓縮（2）.ppt

1、1,小結： （1）超靜定（Hyperstatic) 靜不定（Static indeterminate) （2）無窮次超靜定 （3）超靜定求解 靜力（平衡） 變形（協(xié)調） 物性（本構）,2,二、圣維南原理（Saint -Venant principle) 由來應力均勻分布的范圍多大？ (拉壓公式適用范圍）,法國科學家Saint-Venant指出： 距外力作用部位相當遠處，應力分布 同外力作用方式無關，只同等效力有關,外力等效性 應力擴散性,3,三、應力集中（Stress concentration),應力均勻相反 小孔處與截面尺寸改變處，應力增大 稱為應力集中,彈性力學計算 實驗測試（光彈性實驗

2、）,4,四、 斜 截 面 上 的 應 力 為什么研究它？ 弄清楚截面方向對應力的影響 研究方法 仿正截面應力 公式去推導 找出同正截面 應力的關系,5,（1） 直 接 推 導,由 平衡,實驗 等截面假定,鄭玄 胡克定律,于是,分解成正應力和剪應力，有,6,正負號規(guī)定： 正應力拉應力為正，壓應力為負 切應力自外法線 n 順時針轉向它，為正；逆時針為負,7,（2） 間 接 推 導 取三角形微元 由平衡,得,更為簡單,即,8,2-3 材 料 在 拉 伸 時 的 力 學 性 能 由來 彈簧: 力小時,正比關系 力過大,失去彈性 鄭玄-胡克定律 反映的只是一個階段的受力性能 現在要研究材料的整個力學性能

3、（應力 應變）：,理論上用簡單描述復雜 工程上為（材料組成的）構件當好醫(yī)生,從受力很小,破壞,9,一、 低碳鋼拉伸時的力學性能 （含碳量0.3%的碳素鋼） 要反映同試件幾何尺寸無關的特性 要標準化 形狀尺寸 試件的 加工精度 試驗條件,國家標準規(guī)定金屬拉伸試驗方法（GB228-87）,試驗儀器：萬能材料試驗機；變形儀（常用引伸儀）,11,試驗方法 拉力 P 從 0 漸增,標距 的伸長 隨之漸增,得 曲線（拉伸圖）,12,為使材料的性能同幾何尺寸無關： 將 p 除以 A = 名義應力 將伸長 除以標距 = 名義應變 從而得 應力應變圖，即,曲線,13,14,15,彈性階段 ,延伸率 ,強化階段

4、,局部變形階段 ,截面收縮率 ,屈服階段 ,16,這兩個值材料塑性標志,卸載定律 冷作硬化,值越大，塑性越強,對于低碳鋼,塑性,脆性,17,三、其它材料拉伸時的力學性能 1、塑性材料 看書 P19，觀察各有幾個階段？ 沒有明顯屈服階段的 把塑性應變 0.2%對應的應力稱為名義屈服極限，表示為,18,2、脆性材料 （鑄鐵）,19,鑄鐵拉伸時的力學性能 1）應力應變關系微彎曲線，沒有直線階段 2）只有一個強度指標,結論脆性材料 處理以 O-A 割線的斜率作為彈性模量 A為曲線上1/4點,3）拉斷時應力、變形較小,20,三、材料在壓縮時的力學性能,避免被壓彎，試件一般為很短的圓柱 高度/直徑 =1.

5、5 - 3 1低碳鋼壓縮時的曲線 屈服前與拉伸時大致相同 2鑄鐵壓縮時的曲線 較小變形下突然破壞，破壞斷面約45度,21,22,2-4 拉壓桿的強度條件（Strength criterion) 對于拉壓桿，學習了 應力計算 力學性能 如何設計拉壓桿？ 安全，或 不失效 反面看：危險，或 失效（喪失正常工作能力） （1）塑性屈服 （2）脆性斷裂,23,正面考慮 應力 為了 安全，或不失效,( u Ultimate, n 安全因數 Safety factor) （1）塑性 n =1.5 - 2.5,軸向拉伸或壓縮時的強度條件 ,許用應力 (Allowable stress),（2）脆性 n = 2 - 3.5,24,安全因數 不可知系數 它彌補如下信息的不足 （1）載荷 （2）材料性能 （3）計算理論、模型或方法 （4）結構的重要性或破壞的嚴重性,25,強度條件可以解決以下問題： 1）校核強度,2）設計截面,3）