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直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析

时间:2023-02-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:在生产实践中,受到拉伸或压缩的杆件虽然外形各有差异,但构件都是直杆,因此在计算中都可简化为如图3.1所示的受力简图。凡以轴向伸长为主要变形特征的杆件称为拉杆,以轴向压缩为主要变形特征的杆件称为压杆。可见杆件的强度不仅与轴力有关,而且与截面尺寸有关。当拉(压)杆受到轴力作用后,杆中横截面上的任一点都将产生正应力σ,同时该点相应地产生纵向线应变ε。

一、学习目标

1.知识目标

①了解拉压变形、内力的概念。

②了解截面法求内力、应力的方法。

2.能力目标

解决工程实际问题,培养分析问题和解决问题的能力。

3.态度目标

培养严谨细致的工作作风,学会冷静分析问题和解决问题。

二、学习活动

活动一 了解轴向拉伸与压缩时的变形特点

1.变形现象

杆件受拉伸与压缩时必定产生伸长或缩短的变形。

在生产实践中,受到拉伸或压缩的杆件虽然外形各有差异,但构件都是直杆,因此在计算中都可简化为如图3.1所示的受力简图。

图3.1 直杆的受力简图

2.受力特点

沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力。

凡以轴向伸长为主要变形特征的杆件称为拉杆,以轴向压缩为主要变形特征的杆件称为压杆。可见杆件的强度不仅与轴力有关,而且与截面尺寸有关。工程上常用单位面积上的内力来比较和判断杆件的强度。内力是连续分布在截面上的,应力描述了内力在截面上的分布情况和密集程度,它才是判断杆件强度是否足够的根据。

3.变形特点

杆件沿轴向伸长或缩短,这种变形称为拉伸或压缩,如图3.2所示。

图3.2 拉伸与压缩变形

当拉(压)杆受到轴力作用后,杆中横截面上的任一点都将产生正应力σ,同时该点相应地产生纵向线应变ε。正应力σ表示为

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