《工程力學(xué)》 (2)ppt課件

1、第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能第第5章章 資料的拉伸和緊縮力學(xué)性能資料的拉伸和緊縮力學(xué)性能 5.1 概述概述5.2 資料在拉伸時的力學(xué)性能資料在拉伸時的力學(xué)性能5.3資料在緊縮時的力學(xué)性能資料在緊縮時的力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊縮時的強度計算軸向拉伸或緊縮時的強度計算第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.1 概述概述5.1 概述概述力學(xué)性能：在外力作用下資料在變形和破壞方面所力學(xué)性能：在外力作用下資料在變形和破壞方面所表現(xiàn)出的特性。表現(xiàn)出的特性。實驗條件：常溫、靜載實驗條件：常溫、靜載第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料

2、的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸時的力學(xué)性能資料在拉伸時的力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能一、拉伸實驗試件一、拉伸實驗試件規(guī)范試件：規(guī)范試件：橫截面直徑橫截面直徑d標(biāo)距標(biāo)距l(xiāng)第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能二二 低碳鋼拉伸時的力學(xué)性低碳鋼拉伸時的力學(xué)性能能拉伸圖拉伸圖應(yīng)力應(yīng)變曲線圖應(yīng)力應(yīng)變曲線圖第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2

3、 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能拉拉伸伸圖圖第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能1、彈性階段、彈性階段ob 彈性變形：彈性極限彈性變形：彈性極限e 斜直線斜直線oa:oabcefPesb E E 彈性模量彈性模量比例極限比例極限p tg E2、屈服階段、屈服階段bc屈服極限屈服極限s3、強化階段、強化階段ce：強度極限強度極限b4、部分徑縮階段、部分徑縮階段ef 出現(xiàn)出現(xiàn)450條紋：滑移線條紋：滑移線 主要為塑性變形。主要為塑性變形。 應(yīng)力不添加，應(yīng)變不應(yīng)力不添加，應(yīng)變不斷添加。斷添加。第第5 5章章

4、 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能兩個塑性目的兩個塑性目的:%100001lll伸長率伸長率:截面收縮率截面收縮率:%100010AAA%5為塑性資料為塑性資料,%5為脆性資料為脆性資料0低碳鋼的低碳鋼的%3020%60為塑性資料為塑性資料第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能卸載定律及冷作硬化卸載定律及冷作硬化1 彈性范圍內(nèi)卸載、再加載彈性范圍內(nèi)卸載、再加載oabcefPesb2 過彈性范圍卸載、再加載過彈性范圍卸載、再加載ddghf 即資料在卸載

5、過程中應(yīng)力和應(yīng)變是線形關(guān)系，這就是卸載定律。 資料的比例極限增高，延伸率降低，稱之為冷作硬化或加工硬化。第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能三三 其它資料拉伸時的力學(xué)性質(zhì)其它資料拉伸時的力學(xué)性質(zhì) 對于沒有明顯屈服階段的塑性資料，用名義屈服極限0.2來表示。o%2 . 02 . 0第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.2 資料在拉伸資料在拉伸時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能o1.沒有明顯的直線階段，應(yīng)力應(yīng)變曲線為微彎的曲線。沒有明顯的直線階段，應(yīng)力應(yīng)變曲線為微彎的曲線。四、鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能四

6、、鑄鐵拉伸時的力學(xué)性能2.沒有明顯的塑性變形，變形很小，為典型的脆性資料。沒有明顯的塑性變形，變形很小，為典型的脆性資料。 3.沒有屈服和頸縮景象，試件忽然拉斷。沒有屈服和頸縮景象，試件忽然拉斷。 強度極限強度極限b: 拉斷時的最大應(yīng)力。拉斷時的最大應(yīng)力。b 第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.3 資料在緊縮資料在緊縮時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能5.3 資料在緊縮時的力學(xué)性能資料在緊縮時的力學(xué)性能一、緊縮實驗試件一、緊縮實驗試件規(guī)范試件：規(guī)范試件：橫截面直徑橫截面直徑d柱高柱高h第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.3 資料在緊縮資料在

7、緊縮時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能比例極限比例極限p、屈服極限、屈服極限s、彈性模量、彈性模量E 與拉伸時一樣與拉伸時一樣強度極限強度極限b測不出。測不出。 s O二、低碳鋼緊縮時的力學(xué)性能二、低碳鋼緊縮時的力學(xué)性能第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.3 資料在緊縮資料在緊縮時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能三、鑄鐵緊縮時的力學(xué)性能三、鑄鐵緊縮時的力學(xué)性能鑄鐵的抗壓強度比它的抗拉強度高鑄鐵的抗壓強度比它的抗拉強度高4-5倍。倍。450斜截面破壞。斜截面破壞。 1 28 1 02 4 67 0 06 0 05 0 04 0 03 0 02 0 01 0 00第第5 5章章 材料的

8、拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.3 資料在緊縮資料在緊縮時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.3 資料在緊縮資料在緊縮時的力學(xué)性能時的力學(xué)性能討論題討論題強度高的曲線為強度高的曲線為剛度大的曲線為剛度大的曲線為塑性好的曲線為塑性好的曲線為123123 第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算極限應(yīng)力極限應(yīng)力(ultimate stress ):構(gòu)件失效時的應(yīng)力。構(gòu)件失效時的應(yīng)力。一、許用應(yīng)力一、許用應(yīng)力失效：構(gòu)件在外力作用下不能正常平安地任務(wù)。

9、失效：構(gòu)件在外力作用下不能正常平安地任務(wù)。強度破壞強度破壞剛度破壞剛度破壞穩(wěn)定性破壞穩(wěn)定性破壞塑性資料：塑性資料：脆性資料：脆性資料：s b 許用應(yīng)力許用應(yīng)力 ssn bbn 極限應(yīng)力極限應(yīng)力:bsnn 、平安因數(shù)。平安因數(shù)。5.4 軸向拉伸或緊縮時的強度計算軸向拉伸或緊縮時的強度計算第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算2 設(shè)計截面：設(shè)計截面：1 強度校核：強度校核：3 確定答應(yīng)載荷：確定答應(yīng)載荷： 運用：運用：二、強度條件二、強度條件 max等直桿：等直桿： ANmaxmax ANmaxmax maxNA

10、 AN max 平安經(jīng)濟的原那么：平安經(jīng)濟的原那么：max不超越不超越的的5%。第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算例例5-1 鑄工車間吊運鐵水包的吊桿的橫截面為矩形，尺寸鑄工車間吊運鐵水包的吊桿的橫截面為矩形，尺寸b=50mm，h=25mm，如下圖，吊桿的許用應(yīng)力為，如下圖，吊桿的許用應(yīng)力為80MPa。鐵。鐵水包自重為水包自重為8kN，最多能容，最多能容30kN重的鐵水。試校核吊桿的強重的鐵水。試校核吊桿的強度。度。 解解: 1 計算吊桿的軸力計算吊桿的軸力: kN19)830(212PFmaxN 2 校

11、核強度校核強度 MPa2 .151050251019AF63Nmaxmax 所以吊桿滿足強度條件。所以吊桿滿足強度條件。第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算例例5-2 知一圓桿受拉力知一圓桿受拉力P =25kN，直徑，直徑 d =14mm，許用應(yīng)，許用應(yīng)力力=160MPa，試校核此桿能否滿足強度要求。，試校核此桿能否滿足強度要求。解：解：1 軸力：軸力：FN = P =25KNMPa162014.014.310254d P4AF232Nmax 2 應(yīng)力：應(yīng)力：3 強度校核：強度校核：4 結(jié)論：此桿滿足強度要

12、求，可以正常任務(wù)。結(jié)論：此桿滿足強度要求，可以正常任務(wù)。 max %5%5 . 1160160162 max 但但第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算例例5-3 如圖為簡易吊車，如圖為簡易吊車，AB和和BC均為圓形鋼桿，知均為圓形鋼桿，知d1=36mm,d2=25mm, 鋼的許用應(yīng)力鋼的許用應(yīng)力=100MPa。試確定吊。試確定吊車的最大答應(yīng)起分量。車的最大答應(yīng)起分量。 解：解：1 計算桿計算桿AB、BC的軸力的軸力 :0 X:0 Y 2 求答應(yīng)載荷求答應(yīng)載荷 030cosFF1N2N 0W60cosF1N

13、WFN21AFmaxN WFN32第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算當(dāng)當(dāng)AB桿到達許用應(yīng)力時桿到達許用應(yīng)力時 當(dāng)當(dāng)BC桿到達許用應(yīng)力時桿到達許用應(yīng)力時 因此該吊車的最大答應(yīng)載荷只能為因此該吊車的最大答應(yīng)載荷只能為W=28.3kN。 4dAF211maxN kNdFWN9 .508101001036 82166221maxmax4dAF222maxN kNdFWN3 .283410100102534366222max2max第第5 5章章 材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能材料的拉伸和壓縮力學(xué)性能5.4 軸向拉伸或緊軸向拉伸或緊縮時的強度計算縮時的強度計算例例5-4 D=350mm，p=1MPa。螺栓。螺栓 =40MPa，求直徑，求直徑d。pDF24 每個