从受力特点、变形特点、内力、应力、强度条件等方面,分析、总结杆件的四种基本变形形式

2022-08-21 综合 305阅读

杆件的基本变形有以下四种:拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲

1、拉伸与压缩

内力

当杆件所受外力的作用线与杆件重合时,杆件将沿轴线伸长或缩短变形,称为轴向拉伸或压缩。内力是可以改变的,在一定限度内,外力增大,内力增大,变形也随之增大,内力与外力服从正比关系。

当外力超过弹性限度,内力不再随外力而增加,材料就会丧失正常的工作能力。因此,内力的变化直接影响到构件的失效。它是分析解决强度、刚度的基础。

截面上的应力

单位面积上的内力称为应力。应力单位为N/m^2,称为Pa.由于Pa单位太小,工程上常用MPa

(N/mm^2)或GPa作为应力单位:由于横截面上的内力分布是均匀的,所以横截面上各点的应力大小均相等,方向垂直于横截面,故称作正应力。

横截面上正应力计算公式为σ=FN/A

2、剪切

切应力:切应力是单位面积的剪切力,通常用表示。设剪切面积为A,剪切力为,则剪切面上的切应力为:

抗剪切强度条件;为了保证构件在工作时不发生剪切破坏,必须使杆件的工作切应力小于或等于材料的许用切应力,即剪切的强度条件为

3、扭转

外力偶矩:研究圆轴扭转的强度和刚度问题时,首先要知道作用在轴上的外力偶矩的大小。在工程实际中,作用在轴上的外力偶矩通常并不直接给出,而是已知轴所传递的功率和轴的转速。功率、转速和力偶矩之间的关系为:

4、弯曲

平面弯曲:当作用在梁上的所有外力(包括支座反力)

位于梁的纵向对称平面内时,梁的轴线在纵向对称平面内被弯成一条光滑的平面曲线,这种弯曲变形称为平面弯曲。

扩展资料:

轴向拉伸,剪切,扭转,弯曲四种基本变形形式,以轴向拉伸或压缩最典型,受力特点只有轴向受到拉伸或压缩的力。

变形特点:四个阶段,线性阶段这是应力等于应变乘模量E,屈服阶段,应力应变不再保持正比关系而出现近似水平或锯齿状平台,强化阶段材料出现应变硬化抵抗变形,随后就会出现颈缩,轴向拉伸;剪切,垂直于所剪物体,受力大小相等方向相反。

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