轴向拉伸与压缩的名词解释
轴向拉伸与压缩1(内力与应力)
在轴向压缩过程中，内力是抵抗压 缩变形的主要力量，应力则表示单 位面积上的内力，是衡量物体抵抗 变形能力的物理量。
内力与应力的定义
内力定义
内力是指物体受到外力作用时，物体 内部各部分之间产生的相互作用力。 在轴向拉伸与压缩过程中，内力主要 用于抵抗外力引起的变形。
应力定义
应力是指单位面积上的内力，用于描 述物体抵抗变形的能力。在轴向拉伸 与压缩过程中，应力的大小决定了物 体变形的程度。
轴向拉伸与压缩1(内力与 应力)
• 引言 • 轴向拉伸与压缩的概念 • 内力的计算 • 应力的计算 • 轴向拉伸与压缩的应力分析 • 轴向拉伸与压缩的实验研究 • 总结与展望
01
引言
主题简介
01
轴向拉伸与压缩是材料力学中的 基本概念，主要研究物体在轴向 拉力和压力作用下的变形和应力 分布。
02
03
内力的计算
内力计算公式
截面法
通过选取一个或多个横截面，将杆件分为两部分，然后根据力的平衡原理计算 横截面上的内力。
截面法公式
$F = frac{F_{1} - F_{2}}{L}$，其中 $F$ 是内力，$F_{1}$ 和 $F_{2}$ 是作用在 杆件上的外力，$L$ 是杆件的长度。
内力计算实例
结论
总结实验结果，得出材料在轴向拉伸与压缩过程中的内力、 应力变化规律以及材料的弹性模量，为工程应用提供参考依 据。
07
总结与展望
本章内容总结
01
02
03Βιβλιοθήκη 04轴向拉伸与压缩的概念 和定义
内力的计算方法和公式
应力分布和应力的计算
轴向拉伸与压缩的实验 方法和应用
下一步学习计划
轴向拉伸和压缩.
第2章 轴向拉伸和压缩2.1 轴向拉伸和压缩的概念工程实际中，发生轴向拉伸或压缩变形的构件很多，例如，钢木组合桁架中的钢拉杆(如图2.1所示)和三角支架ABC (如图2.2所示)中的杆，作用于杆上的外力(或外力合力)的作用线与杆的轴线重合。
在这种轴向荷载作用下，杆件以轴向伸长或缩短为主要变形形式，称为轴向拉伸或轴向压缩。
以轴向拉压为主要变形的杆件，称为拉(压)杆。
图2.1 钢木组合桁架 图2.2 三角支架实际拉(压)杆的端部连接情况和传力方式是各不相同的，但在讨论时可以将它们简化为一根等截面的直杆(等直杆)，两端的力系用合力代替，其作用线与杆的轴线重合，则其计算简图如图2.3所示。
F (b)(a)(a)(b)(a)(b)图2.3 拉(压)杆计算简图本章主要研究拉(压)杆的内力、应力及变形的计算。
同时还将通过拉伸和压缩试验，来研究材料在拉伸与压缩时的力学性能。
2.2 轴力、轴力图在研究杆件的强度、刚度等问题时，都需要首先求出杆件的内力。
关于内力的概念及其计算方法，已在上一章中阐述。
如图 2.4(a)所示，等直杆在拉力的作用下处于平衡，欲求某横截面m —m 上的内力，按截面法，先假想将杆沿m —m 截面截开，留下任一部分作为脱离体进行分析，并将去掉部分对留下部分的作用以分布在截面m —m 上各点的内第2章 轴向拉伸和压缩9力来代替(如图 2.4(b)所示)。
对于留下部分而言，截面m —m 上的内力就成为外力。
由于整个杆件处于平衡状态，杆件的任一部分均应保持平衡。
于是，杆件横截面m —m 上的内力系的合力(轴力)N F 与其左端外力F 形成共线力系，由平衡条件0xF=∑，N 0F F -=得 N F F =(b)(a)mmNF }FF (a)(b)(a)m m }{FFFNF(b) (b)(a)mm NF }{FF F(c)图2.4 轴力N F 为杆件任一横截面上的内力，其作用线与杆的轴线重合，即垂直于横截面并通过其形心。
第5章 轴向拉伸和压缩(已修改)
σ
2
sin 2α
为斜截面上的应 力计算公式
2. 最大应力和最小应力 （1）最大 最小正应力 当 α ＝ 00 时 拉杆 σ max = σ 压杆 σ min = - σ ( 2 ) 最大 最小剪应力 当 α ＝+45 0 时
τ
max
σ/2
450 -450
τ max α=45 = sin 2α =
0
已知： FP = 3kN FP2 = 2kN 1 求：轴力和轴力图。 解：1. 求轴力 1－1：
FP3 =1kN
1 1
FP1
FP2
2 2
FP3
∑F = 0,
x
FN1 + FP1 = 0 FN1 = FP1 = −3kN
FP1
FP1
FN1
FP2
x
2－2：左： ∑Fx = 0, FN2 + FP1 − FP2 = 0 2－2：右：
FCE 15 ×10 3 = = = 15 A 0.02 × 0.05
MPa
σ DE
FDE = = 50 MPa A
图示直杆在上半部两侧面受有平行于杆轴线的均匀分布载荷，其集度 p = 10k N/m，在自由端D处作用有集中力FP = 20 kN。已知杆的横截面面积 A = 2.0×10-4m2，l = 4m。试求： p 1．A、B、E截面上的正应力； 2．杆内横截面上的最大正应力，并指明其作用位置。 解：由已知，用截面法求得 FNA = 40 kN FNB = 20 kN FNE = 30 kN
FN2
x
FN2 = FP2 − FP1 = −1kN
x
∑F = 0,
FN2
N
FP3 x
x
材料力学第二章-轴向拉伸与压缩
1
2
P
P
1
2
FN1
3 P
3
P FN2
PP FN3
FN 1 P FN 2 0 FN 3 P
1
2
4、作内力图
P
P
P
3 P
1 FN
P
2
3
P x
[例2] 图示杆旳A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、 4P、 P 旳力，方向如图，试画出杆旳轴力图。
OA PA
B PB
C PC
D PD
q
u 正应力旳正负号要求：
sx
sx sx
s
x
P
u 对变截面杆， 当截面变化缓慢时，横截面上旳 正应力也近似为均匀分布，可有：
s (x) FN (x)
A( x)
合力作用线必须与杆件轴线重叠；
圣维南原理
若用与外力系静力等 效旳合力替代原力系， 则这种替代对构件内应 力与应变旳影响只限于 原力系作用区域附近很 小旳范围内。 对于杆件，此范围相当 于横向尺寸旳1～1.5倍。
h
解： 1） BD杆内力N
取AC为研究对象，受力分析如图
mA 0 , (FNsinq ) (hctgq) Px 0
FN
Px
hcosq
2） BD杆旳最大应力： s max FN max PL A hAcosq
突变规律： 1、从左边开始，向左旳力产生正旳轴力，轴力图向上突变。 2、从右边开始，向右旳力产生正旳轴力，轴力图向上突变。 3、突变旳数值等于集中力旳大小。
即：离端面不远处，应力分布就成为均匀旳。
§2–3 直杆轴向拉压时斜截面上旳应力
一、斜截面上旳内力
n
05 轴向拉伸与压缩解析
§5-3 失效、安全系数和强度计算
1、许用应力：对不同材料确定其允许承受的最大应力值, 常用符号 保证构件不发生强度破坏并有一定安全余量的条件准则。
max
S A
依强度准则可进行三种强度计算： ①校核强度： ②设计截面尺寸： ③许可载荷：
max
三、 轴力图—— Ｓ (x) 的图象表示。
Ｓ
Ｓ
Ｓ
Ｓ
Ｓ>0 Ｓ<0
意 ①反映出轴力与截面位置变化关系，较直观； 义 ②确定出最大轴力的数值 Ｓ 及其所在横截面的位置， 即确定危险截面位置，为 强度计算提供依据。
6/19 2018/12/5
Ｐ
+ x
例1 图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5F、8F、4F、F 的力，方向如图，试画出杆的轴力图。 O A FA B FB B C FC C D FD D
5kN
+
FN 图
3kN
-
5kN
2018/12/5
1. 内力大小不能衡量构件强度的大小。 2. 强度：①内力在截面分布集度应力； ②材料承受荷载的能力。 例如用同一材料制成粗细不同的两根杆，在 相同拉力下，两杆的轴力自然是相同的。但 当拉力逐渐增大时，细杆必定先拉断。 强度不仅与轴力的大小有关，而且与横截面 面积有关，所以须用应力来度量受力程度。
第五章
轴向拉伸与压缩的概念及实例
§ 5-1
概念
轴向拉伸与压缩的外力特点：外力的合力作用线与杆的轴 线完全重合。 轴向拉伸与压缩的变形特点：杆的变形主要是轴向伸缩， 伴随横向缩扩。 轴向拉伸：杆的变形是轴向伸长，横向缩短。 轴向压缩：杆的变形是轴向缩短，横向变粗。
《轴向拉伸与压缩》课件
轴向拉伸的应用范围
建筑工程
轴向拉伸在钢筋混凝土结构中的应用，增加结构的承载能力。
材料制备
轴向拉伸用于制备高强度材料、纤维材料、复合材料等。
模具设计
轴向拉伸在模具设计中的应用，增强产品的形状和结构。
轴向拉伸的原理与方法
1
应力-应变关系
介绍轴向拉伸应力和应变之间的关系。
2
材料性能分析
通过实验和测试，评估材料的拉伸性能和变形行为。念 轴向拉伸的应用范围 轴向拉伸的原理与方法 轴向压缩的概念 轴向压缩的应用范围 轴向压缩的原理与方法
背景介绍
轴向拉伸和压缩是一种重要的力学变形方式，在工程应用中起着至关重要的作用。本节将介绍轴向拉伸 和压缩的背景和意义。
轴向拉伸的概念
轴向拉伸是指在材料中施加一个沿着轴向方向的拉力，使材料沿轴向伸长的 力学变形方式。
3
工程应用案例
展示轴向拉伸在工程实践中的应用案例。
轴向压缩的概念
轴向压缩是指沿着轴向方向对材料施加的压缩力，使材料沿轴向缩短的力学 变形方式。
轴向压缩的应用范围
桥梁建设
砖瓦制造
汽车制造
轴向压缩在桥梁建设中的应用， 提升桥梁的稳定性和承载能力。
轴向压缩用于砖瓦制造过程中， 提高瓦片的密度和强度。
汽车制造中的轴向压缩应用， 改善车身结构和安全性能。
轴向压缩的原理与方法
1 应变率分析
2 压缩强度测试
分析材料在轴向压缩中 的变形速率和应变过程。
通过实验和测试，评估 材料在轴向压缩条件下 的强度和稳定性。
3 工程实践案例
展示轴向压缩在工程实 践中的应用案例和成果。
高职材料力学1—轴向拉伸与压缩
1.1 轴向拉伸与压缩的概念与实例
力学模型如图
F
F
轴向拉伸, 对应的力称为拉力。
F
F
轴向压缩, 对应的力称为压力。
1.2 轴向拉伸或压缩时的内力
1.2.1 内力及轴力 内力指由外力作用所引起的、物体内相邻部分之间 分布内力系的合成（附加内力）。
要求截面上的内力，一般采用截面法，其基本步骤 如下：
的正应力为：
d2
s1
FN1 A1
4 2.0104
0.0202
6.37 107 Pa
63.7
MPa
同理，得 BC 段内任一横截面 2-2 上的正应力为：
s2
FN2 A2
4 (3.0104 )
0.0302
4.24107 Pa
42.4 MPa
是压应力
1.4 轴向拉伸或压缩时的变形
直杆在轴向拉力作用下，将引起轴向尺寸的增大和 横向尺寸的缩小。反之，在轴向压力作用下，将引 起轴向的缩短和横向的增大。
1.3 横截面上的应力 结论
F
F
(1)各纤维的伸长相同, 所以它们所受的力也相同。
(2)平面假设:变形前为平面的横截面，变形后仍保 持为平面且仍垂直于轴线。
1.3 横截面上的应力
推导公式 由结论可知, 在横截面上作用着均匀分布的正应力。
F
}s
FN
s FN
(2.1)
A
式中, FN为轴力, A 为杆的横截面面积。s的符号与轴
横向增大，所以'和的符号是相反的。'和的关
系可以写成
说明P18:表1-1.
例 图所示杆系由两根钢杆1和2组成。已知杆端铰接，两杆与
铅垂线均成＝30º的角度，长度均为l＝2 m，直径均为d＝25
轴向拉伸与压缩1(内力与应力)
1 4、作内力图 P 1 FN P P
2
3 P
2
3
P
P
x
[例2] 图示杆的A、B、C、D点分别作用着大小为5P、8P、 4P、 P 的力，方向如图，试画出杆的轴力图。
O
A
PA PB
B
C
PC
D
PD D PD
FN1
A PA
B PB
C PC
解： 求OA 段内力FN1，设置截面如图
F
x
0 F N 1 P A PB PC P D 0
解： 1、求1-1截面上内力 FN1，设置截面如图
F
x
0
1 P 1 FN1 P P P
2
3
P
FN 1 P 0 FN 1 P
P
2
3
2、2-2截面上的内力
F
x
0
P
FN2
P P
FN 2 0
3、3-3截面上的内力
FN 3 P
P
FN3
FN 1 P FN 2 0
FN 3 P
2
s
α
t
Pa
1 2
t p sin s cos sin
s sin 2
四、sα 、tα出现最大的截面
1、=0º 即横截面上，s达到最大
s s cos s
2
t 0
t max s cos sin
1 2
2、=45º 的斜截面上， t剪应力达最大
P -3P x
★轴力图的特点：
1）遇到集中力，轴力图发生突变；
2）突变值 = 集中载荷的大小
5kN FN 5KN
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轴向拉伸与压缩的名词解释引言：
轴向拉伸与压缩是物理学领域中常见的概念，用于描述物体在力的作用下的变形情况。
本文将对轴向拉伸与压缩进行详细的解释与探讨。
一、轴向拉伸
轴向拉伸是指物体在受到拉力作用下沿着其长度方向发生的变形现象。
当外力作用于物体的两端，并朝外拉伸时，物体会在轴向上发生拉伸。
拉伸的大小可以通过物体的伸长率来衡量，伸长率定义为单位长度的伸长与初始长度之比。
轴向拉伸现象广泛应用于工程领域，例如建筑中的钢筋，拉伸试验中的拉力传感器等。
钢筋在混凝土中起到增强材料的作用，能够抵抗建筑物的拉力。
而拉力传感器则是一种能够测量外力大小的传感器，利用了材料的拉伸特性。
二、轴向压缩
轴向压缩是指物体在受到压力作用下沿着其长度方向发生的变形现象。
当外力作用于物体的两端，并朝内压缩时，物体会在轴向上发生压缩。
压缩的大小可以通过物体的压缩率来衡量，压缩率定义为单位长度的压缩与初始长度之比。
轴向压缩现象同样广泛应用于工程领域。
例如，桥梁中的墩柱、压缩试验中的压力传感器等。
墩柱是承受桥梁重力和交通荷载的重要结构部件，压缩试验中的压力传感器则是能够测量外力大小的传感器，利用了材料的压缩特性。
三、轴向拉伸与压缩的应用
轴向拉伸与压缩的应用十分丰富，不仅在工程领域中有广泛应用，在其他领域中也有其独特的应用价值。
1. 材料科学：轴向拉伸与压缩是材料性能研究的重要手段。
通过对材料在拉伸
和压缩条件下的变形进行测试，可以获得材料的各种力学性能参数，例如抗拉强度、抗压强度等。
这对材料的设计和应用具有重要的指导意义。
2. 生物医学：轴向拉伸与压缩在生物医学研究中具有重要的作用。
例如，在骨
骼生物力学研究中，可以通过对骨骼的拉伸和压缩测试，了解骨骼力学特性并分析疾病的发生机制。
3. 电子工程：轴向拉伸与压缩的特性也可以应用于电子工程领域。
例如，电子
产品中常使用弹性材料来保护内部电路。
这些材料可以在外力作用下发生轴向拉伸或压缩，起到减缓冲击力的作用。
结论：
轴向拉伸与压缩是物体在受到力作用下发生的变形现象，广泛应用于工程、材
料科学、生物医学和电子工程等领域。
对于理解和研究材料性质、设计和应用结构等方面具有重要意义。
掌握轴向拉伸与压缩的性质和特点，对于实际工作和学术研究都具有重要的指导意义。