劉鴻文主編-材料力學(xué)課件全套-1上課講義

材料力學(xué)(cáiliàolìxué)劉鴻文主編(第4版)高等教育出版社目錄(mùlù)第一頁，共100頁。第一章

緒論目錄(mùlù)第二頁，共100頁。第一章緒論(xùlùn)§1.1材料力學(xué)的任務(wù)§1.2變形固體的基本假設(shè)§1.3外力及其分類§1.4內(nèi)力(nèilì)、截面法及應(yīng)力的概念§1.5變形與應(yīng)變§1.6桿件變形的基本形式目錄(mùlù)第三頁，共100頁?！?.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)傳統(tǒng)(chuántǒng)具有柱、梁、檁、椽的木制房屋結(jié)構(gòu)古代(gǔdài)建筑結(jié)構(gòu)目錄建于隋代（605年）的河北趙州橋橋長(zhǎng)64.4米，跨徑37.02米，用石2800噸一、材料力學(xué)與工程應(yīng)用第四頁，共100頁。古代(gǔdài)建筑結(jié)構(gòu)建于遼代（1056年）的山西(shānxī)應(yīng)縣佛宮寺釋迦塔塔高9層共67.31米，用木材(mùcái)7400噸900多年來歷經(jīng)數(shù)次地震不倒，現(xiàn)存唯一木塔目錄§1.1材料力學(xué)的任務(wù)第五頁，共100頁。四川彩虹橋坍塌(tāntā)目錄(mùlù)§1.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)第六頁，共100頁。美國(guó)紐約馬爾克大橋(dàqiáo)坍塌比薩斜塔(bǐsàxiétǎ)§1.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)第七頁，共100頁。目錄(mùlù)§1.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)1、構(gòu)件：工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械的每一組成部分。（例如：行車結(jié)構(gòu)中的橫梁(hénɡliánɡ)、吊索等）

理論力學(xué)—研究剛體，研究力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。

材料力學(xué)—研究變形體，研究力與變形的關(guān)系。二、基本概念2、變形：在外力作用下，固體內(nèi)各點(diǎn)相對(duì)位置的改變。(宏觀上看就是物體尺寸和形狀的改變）第八頁，共100頁。3、內(nèi)力(nèilì)：構(gòu)件內(nèi)由于發(fā)生變形而產(chǎn)生的相互作用力。（內(nèi)力(nèilì)隨外力的增大而增大）強(qiáng)度：在載荷作用下，構(gòu)件抵抗破壞(pòhuài)的能力。剛度：在載荷作用下，構(gòu)件抵抗變形(biànxíng)的能力。塑性變形(殘余變形)—

外力解除后不能消失

彈性變形—隨外力解除而消失｛§1.1材料力學(xué)的任務(wù)目錄第九頁，共100頁?！?.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)4、穩(wěn)定性：在載荷作用下，構(gòu)件(gòujiàn)保持原有平衡狀態(tài)的能力。強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性是衡量構(gòu)件承載能力的三個(gè)方面(fāngmiàn)，材料力學(xué)就是研究構(gòu)件承載能力的一門科學(xué)。目錄第十頁，共100頁。研究(yánjiū)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性,還需要了解材料的力學(xué)性能。因此在進(jìn)行理論分析的基礎(chǔ)上，實(shí)驗(yàn)研究(yánjiū)是完成材料力學(xué)的任務(wù)所必需的途徑和手段。目錄(mùlù)§1.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)

材料力學(xué)的任務(wù)就是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，為設(shè)計(jì)既經(jīng)濟(jì)又安全的構(gòu)件，提供必要的理論基礎(chǔ)和計(jì)算方法。三、材料力學(xué)的任務(wù)若：構(gòu)件橫截面尺寸不足或形狀不合理,或材料選用不當(dāng)___不滿足上述要求,不能保證安全工作.若：不恰當(dāng)?shù)丶哟髾M截面尺寸或選用優(yōu)質(zhì)材料___增加成本,造成浪費(fèi)均不可取}第十一頁，共100頁。構(gòu)件的分類(fēnlèi)：桿件、板殼*、塊體*§1.1材料力學(xué)(cáiliàolìxué)的任務(wù)材料力學(xué)(cáiliàolìxué)主要研究桿件等截面直桿——等直桿四、材料力學(xué)的研究對(duì)象直桿——軸線為直線的桿曲桿——軸線為曲線的桿{等截面桿——橫截面的大小形狀不變的桿變截面桿——橫截面的大小或形狀變化的桿{目錄第十二頁，共100頁?！?.2變形(biànxíng)固體的基本假設(shè)1、連續(xù)性假設(shè)：認(rèn)為整個(gè)物體體積內(nèi)毫無空隙(kòngxì)地充滿物質(zhì)在外力作用下，一切固體(gùtǐ)都將發(fā)生變形，故稱為變形固體(gùtǐ)。在材料力學(xué)中，對(duì)變形固體(gùtǐ)作如下假設(shè)：目錄灰口鑄鐵的顯微組織球墨鑄鐵的顯微組織第十三頁，共100頁。2、均勻性假設(shè)：認(rèn)為物體內(nèi)的任何部分(bùfen)，其力學(xué)性能相同§1.2變形(biànxíng)固體的基本假設(shè)普通(pǔtōng)鋼材的顯微組織優(yōu)質(zhì)鋼材的顯微組織目錄第十四頁，共100頁?！?.2變形固體(gùtǐ)的基本假設(shè)ABCFδ1δ2如右圖，δ遠(yuǎn)小于構(gòu)件的最小尺寸，所以(suǒyǐ)通過節(jié)點(diǎn)平衡求各桿內(nèi)力時(shí)，把支架的變形略去不計(jì)。計(jì)算得到很大的簡(jiǎn)化。4、小變形與線彈性(tánxìng)范圍3、各向同性假設(shè)：認(rèn)為在物體內(nèi)各個(gè)不同方向的力學(xué)性能相同（沿不同方向力學(xué)性能不同的材料稱為各向異性材料。如木材、膠合板、纖維增強(qiáng)材料等）認(rèn)為構(gòu)件的變形極其微小，比構(gòu)件本身尺寸要小得多。目錄第十五頁，共100頁?！?.3外力(wàilì)及其分類外力：來自構(gòu)件(gòujiàn)外部的力（載荷、約束反力）按外力作用(wàilìzuòyònɡ)的方式分類體積力：連續(xù)分布于物體內(nèi)部各點(diǎn)的力。如重力和慣性力表面力：連續(xù)分布于物體表面上的力。如油缸內(nèi)壁的壓力，水壩受到的水壓力等均為分布力若外力作用面積遠(yuǎn)小于物體表面的尺寸，可作為作用于一點(diǎn)的集中力。如火車輪對(duì)鋼軌的壓力等分布力：集中力：目錄第十六頁，共100頁。按外力與時(shí)間(shíjiān)的關(guān)系分類載荷緩慢地由零增加到某一定(yīdìng)值后，就保持不變或變動(dòng)很不顯著，稱為靜載。靜載：動(dòng)載：載荷(zàihè)隨時(shí)間而變化。如交變載荷和沖擊載荷§1.3外力及其分類交變載荷沖擊載荷目錄第十七頁，共100頁。內(nèi)力：外力作用引起(yǐnqǐ)構(gòu)件內(nèi)部的附加相互作用力。求內(nèi)力的方法(fāngfǎ)—截面法目錄(mùlù)§1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念(1)假想沿m-m橫截面將桿切開(2)留下左半段或右半段(3)將棄去部分對(duì)留下部分的作用用內(nèi)力代替(4)對(duì)留下部分寫平衡方程，求出內(nèi)力的值。第十八頁，共100頁。FSMFFaa目錄(mùlù)§1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力(yìnglì)的概念例如(lìrú)第十九頁，共100頁。例1.1鉆床(zuànchuáng)求：截面(jiémiàn)m-m上的內(nèi)力。用截面m-m將鉆床截為兩部分，取上半部分為(fēnwéi)研究對(duì)象，解：受力如圖：§1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力的概念列平衡方程:目錄FNM第二十頁，共100頁。目錄(mùlù)§1.4內(nèi)力、截面法和應(yīng)力(yìnglì)的概念為了表示(biǎoshì)內(nèi)力在一點(diǎn)處的強(qiáng)度，引入內(nèi)力集度,即應(yīng)力的概念?！骄鶓?yīng)力——C點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)力是矢量，通常分解為—正應(yīng)力—

切應(yīng)力應(yīng)力的國(guó)際單位為Pa（帕斯卡）1Pa=1N/m21kPa=103N/m21MPa=106N/m21GPa=109N/m2第二十一頁，共100頁。§1.5變形(biànxíng)與應(yīng)變1.位移(wèiyí)剛性(ɡānɡxìnɡ)位移；MM'MM'變形位移。2.變形物體內(nèi)任意兩點(diǎn)的相對(duì)位置發(fā)生變化。取一微正六面體兩種基本變形：

線變形

——線段長(zhǎng)度的變化 DxDx+DsxyogMM'LNL'N'角變形

——線段間夾角的變化目錄第二十二頁，共100頁。3.應(yīng)變(yìngbiàn)x方向(fāngxiàng)的平均應(yīng)變：正應(yīng)變(yìngbiàn)（線應(yīng)變(yìngbiàn)）§1.5變形與應(yīng)變DxDx+DsxyogMM'LNL'N'M點(diǎn)處沿x方向的應(yīng)變：切應(yīng)變（角應(yīng)變）類似地，可以定義M點(diǎn)在xy平面內(nèi)的切應(yīng)變?yōu)椋壕鶠闊o量綱的量。目錄第二十三頁，共100頁?！?.5變形(biànxíng)與應(yīng)變例1.2已知：薄板(báobǎn)的兩條邊固定，變形后a'b,a'd仍為直線。解：250200adcba'0.025gab,ad

兩邊夾角的變化：即為切應(yīng)變。目錄(mùlù)求：ab邊的m和ab、ad

兩邊夾角的變化。第二十四頁，共100頁。拉壓變形(biànxíng)拉伸(lāshēn)（壓縮）、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲剪切變形(biànxíng)桿件的基本變形：目錄§1.6

桿件變形的基本形式第二十五頁，共100頁。扭轉(zhuǎn)(niǔzhuǎn)變形彎曲(wānqū)變形目錄(mùlù)§1.6

桿件變形的基本形式第二十六頁，共100頁。第二章

拉伸(lāshēn)、壓縮與剪切(1)目錄第二十七頁，共100頁。第二章拉伸(lāshēn)、壓縮與剪切目錄§2.1軸向拉伸與壓縮的概念和實(shí)例§2.2

軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力§2.3直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面上的應(yīng)力§2.4材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能§2.5材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能§2.7失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算§2.8軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形§2.9軸向拉伸或壓縮的應(yīng)變能§2.10拉伸、壓縮超靜定問題§2.11溫度應(yīng)力和裝配應(yīng)力§2.12

應(yīng)力集中的概念§2.13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算第二十八頁，共100頁?！?.1軸向拉伸(lāshēn)與壓縮的概念和實(shí)例目錄第二十九頁，共100頁?！?.1軸向拉伸與壓縮的概念(gàiniàn)和實(shí)例目錄第三十頁，共100頁。作用(zuòyòng)在桿件上的外力合力的作用(zuòyòng)線與桿件軸線重合，桿件變形是沿軸線方向的伸長(zhǎng)或縮短。拉（壓）桿的受力簡(jiǎn)圖FF拉伸FF壓縮§2.1軸向拉伸與壓縮的概念(gàiniàn)和實(shí)例目錄受力特點(diǎn)(tèdiǎn)與變形特點(diǎn)(tèdiǎn)：第三十一頁，共100頁。§2.1軸向拉伸與壓縮(yāsuō)的概念和實(shí)例目錄第三十二頁，共100頁?！?.2軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力1、截面(jiémiàn)法求內(nèi)力FFmmFFNFFN目錄(1)假想(jiǎxiǎng)沿m-m橫截面將桿切開(2)留下左半段或右半段(3)將棄去部分對(duì)留下部分的作用用內(nèi)力代替(4)對(duì)留下部分寫平衡方程求出內(nèi)力即軸力的值第三十三頁，共100頁?！?.2軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力(nèilì)和應(yīng)力2、軸力：截面(jiémiàn)上的內(nèi)力FFmmFFNFFN目錄由于外力的作用線與桿件的軸線(zhóuxiàn)重合，內(nèi)力的作用線也與桿件的軸線(zhóuxiàn)重合。所以稱為軸力。3、軸力正負(fù)號(hào)：

拉為正、壓為負(fù)4、軸力圖：軸力沿桿件軸線的變化第三十四頁，共100頁?！?.2軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力已知F1=10kN；F2=20kN；F3=35kN；F4=25kN;試畫出圖示桿件的軸力圖(lìtú)。11例題(lìtí)2.1FN1F1解：1、計(jì)算各段的軸力。F1F3F2F4ABCD2233FN3F4FN2F1F2AB段BC段CD段2、繪制軸力圖。目錄第三十五頁，共100頁?！?.2軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力目錄第三十六頁，共100頁?！?.2軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力(nèilì)和應(yīng)力桿件的強(qiáng)度不僅(bùjǐn)與軸力有關(guān)，還與橫截面面積有關(guān)。必須用應(yīng)力來比較和判斷桿件的強(qiáng)度。目錄

在拉（壓）桿的橫截面上，與軸力FN對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是正應(yīng)力。根據(jù)連續(xù)性假設(shè)，橫截面上到處都存在著內(nèi)力。于是得靜力關(guān)系：第三十七頁，共100頁?！?.2軸向拉伸或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力(nèilì)和應(yīng)力目錄平面假設(shè)(jiǎshè)—變形前原為平面的橫截面，變形后仍保持為平面且仍垂直于軸線。橫向線ab、cd仍為直線，且仍垂直于桿軸線，只是分別(fēnbié)平行移至a’b’、c’d’。觀察變形：

第三十八頁，共100頁?！?.2軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力目錄從平面假設(shè)(jiǎshè)可以判斷：（1）所有縱向(zònɡxiànɡ)纖維伸長(zhǎng)相等（2）因材料均勻，故各纖維受力相等（3）內(nèi)力均勻分布，各點(diǎn)正應(yīng)力相等，為常量

第三十九頁，共100頁。§2.2軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力該式為橫截面上的正應(yīng)力(yìnglì)σ計(jì)算公式。正應(yīng)力(yìnglì)σ和軸力FN同號(hào)。即拉應(yīng)力(yìnglì)為正，壓應(yīng)力(yìnglì)為負(fù)。圣維南原理(yuánlǐ)目錄第四十頁，共100頁。§2.2軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力目錄第四十一頁，共100頁?！?.2軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力例題(lìtí)2.2圖示結(jié)構(gòu)，試求桿件AB、CB的應(yīng)力。已知F=20kN；斜桿(xiéɡǎn)AB為直徑20mm的圓截面桿，水平桿CB為15×15的方截面桿。FABC解：1、計(jì)算各桿件的軸力。（設(shè)斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)B為研究對(duì)象45°12FBF45°目錄第四十二頁，共100頁?！?.2軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力2、計(jì)算(jìsuàn)各桿件的應(yīng)力。FABC45°12FBF45°目錄第四十三頁，共100頁?！?.2軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力例題(lìtí)2.2懸臂吊車的斜桿AB為直徑d=20mm的鋼桿，載荷(zàihè)W=15kN。當(dāng)W移到A點(diǎn)時(shí)，求斜桿AB橫截面上的應(yīng)力。解：當(dāng)載荷W移到A點(diǎn)時(shí)，斜桿AB受到拉力最大，設(shè)其值為Fmax。討論橫梁平衡目錄0.8mABC1.9mdCA第四十四頁，共100頁。§2.2軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力由三角形ABC求出斜桿(xiéɡǎn)AB的軸力為斜桿(xiéɡǎn)AB橫截面上的應(yīng)力為目錄0.8mABC1.9mdCA第四十五頁，共100頁?！?.3直桿軸向拉伸或壓縮時(shí)斜截面(jiémiàn)上的應(yīng)力實(shí)驗(yàn)(shíyàn)表明：拉（壓）桿的破壞并不總是沿橫截面發(fā)生，有時(shí)卻是沿斜截面發(fā)生的。目錄

第四十六頁，共100頁?！?.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能力學(xué)(lìxué)性能：在外力作用下材料在變形和破壞方面所表現(xiàn)出的力學(xué)(lìxué)特性。一試件和實(shí)驗(yàn)(shíyàn)條件常溫、靜載目錄第四十七頁，共100頁。§2.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能目錄第四十八頁，共100頁?！?.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能二低碳鋼的拉伸(lāshēn)目錄第四十九頁，共100頁。§2.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能明顯(míngxiǎn)的四個(gè)階段1、彈性(tánxìng)階段ob比例極限彈性極限2、屈服階段bc（失去抵抗變形的能力）屈服極限3、強(qiáng)化階段ce（恢復(fù)抵抗變形的能力）強(qiáng)度極限4、局部徑縮階段ef目錄胡克定律E—彈性模量（GN/m2）第五十頁，共100頁?！?.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能兩個(gè)(liǎnɡɡè)塑性指標(biāo):斷后(duànhòu)伸長(zhǎng)率斷面收縮率為塑性材料為脆性材料低碳鋼的為塑性材料目錄第五十一頁，共100頁?！?.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能三卸載定律及冷作(lěnɡzuò)硬化1、彈性范圍(fànwéi)內(nèi)卸載、再加載2、過彈性范圍卸載、再加載材料在卸載過程中應(yīng)力和應(yīng)變是線性關(guān)系，這就是卸載定律。材料的比例極限增高，延伸率降低，稱之為冷作硬化或加工硬化。目錄第五十二頁，共100頁?！?.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能四其它材料拉伸時(shí)的力學(xué)(lìxué)性質(zhì)對(duì)于沒有明顯(míngxiǎn)屈服階段的塑性材料，用名義屈服極限σp0.2來表示。目錄第五十三頁，共100頁。§2.4材料(cáiliào)拉伸時(shí)的力學(xué)性能對(duì)于脆性材料（鑄鐵），拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線為微彎的曲線，沒有屈服和徑縮現(xiàn)象，試件突然(tūrán)拉斷。斷后伸長(zhǎng)率約為0.5%。為典型的脆性材料。σbt—拉伸強(qiáng)度極限（約為140MPa）。它是衡量脆性材料(cáiliào)（鑄鐵）拉伸的唯一強(qiáng)度指標(biāo)。目錄第五十四頁，共100頁。第二章

拉伸(lāshēn)、壓縮與剪切(2)目錄第五十五頁，共100頁?！?.5材料(cáiliào)壓縮時(shí)的力學(xué)性能一試件和實(shí)驗(yàn)(shíyàn)條件常溫(chángwēn)、靜載目錄第五十六頁，共100頁?！?.5材料(cáiliào)壓縮時(shí)的力學(xué)性能二塑性材料（低碳鋼）的壓縮(yāsuō)拉伸與壓縮(yāsuō)在屈服階段以前完全相同。屈服極限比例極限彈性極限E---彈性摸量目錄第五十七頁，共100頁?！?.5材料(cáiliào)壓縮時(shí)的力學(xué)性能三脆性材料（鑄鐵(zhùtiě)）的壓縮脆性(cuìxìng)材料的抗拉與抗壓性質(zhì)不完全相同壓縮時(shí)的強(qiáng)度極限遠(yuǎn)大于拉伸時(shí)的強(qiáng)度極限目錄第五十八頁，共100頁。目錄§2.5材料(cáiliào)壓縮時(shí)的力學(xué)性能第五十九頁，共100頁。§2.7失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度(qiángdù)計(jì)算一、安全(ānquán)因數(shù)和許用應(yīng)力工作應(yīng)力極限應(yīng)力塑性材料脆性材料塑性材料的許用應(yīng)力脆性材料的許用應(yīng)力目錄n—安全因數(shù)—許用應(yīng)力第六十頁，共100頁。§2.7失效、安全因數(shù)和強(qiáng)度(qiángdù)計(jì)算二、強(qiáng)度(qiángdù)條件根據(jù)強(qiáng)度條件，可以解決(jiějué)三類強(qiáng)度計(jì)算問題1、強(qiáng)度校核：2、設(shè)計(jì)截面：3、確定許可載荷：目錄第六十一頁，共100頁。§2.7失效(shīxiào)、安全因數(shù)和強(qiáng)度計(jì)算例題(lìtí)2.4油缸蓋與缸體采用(cǎiyòng)6個(gè)螺栓連接。已知油缸內(nèi)徑D=350mm，油壓p=1MPa。螺栓許用應(yīng)力[σ]=40MPa，求螺栓的內(nèi)徑。每個(gè)螺栓承受軸力為總壓力的1/6解：油缸蓋受到的力根據(jù)強(qiáng)度條件即螺栓的軸力為得即螺栓的直徑為目錄第六十二頁，共100頁?！?.7失效、安全因數(shù)(yīnshù)和強(qiáng)度計(jì)算例題(lìtí)2.5AC為50×50×5的等邊角鋼，AB為10號(hào)槽鋼，〔σ〕=120MPa。確定許可(xǔkě)載荷F。解：1、計(jì)算軸力（設(shè)斜桿為1桿，水平桿為2桿）用截面法取節(jié)點(diǎn)A為研究對(duì)象2、根據(jù)斜桿的強(qiáng)度，求許可載荷AFα查表得斜桿AC的面積為A1=2×4.8cm2目錄第六十三頁，共100頁。§2.7失效、安全因數(shù)(yīnshù)和強(qiáng)度計(jì)算3、根據(jù)水平(shuǐpíng)桿的強(qiáng)度，求許可載荷AFα查表得水平(shuǐpíng)桿AB的面積為A2=2×12.74cm24、許可載荷目錄第六十四頁，共100頁。§2.8軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)的變形一縱向(zònɡxiànɡ)變形二橫向(hénɡxiànɡ)變形鋼材的E約為200GPa，μ約為0.25—0.33EA為抗拉剛度泊松比橫向應(yīng)變目錄

{第六十五頁，共100頁?！?.8軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)的變形目錄第六十六頁，共100頁?！?.8軸向拉伸或壓縮(yāsuō)時(shí)的變形目錄對(duì)于(duìyú)變截面桿件（如階梯桿），或軸力變化。則第六十七頁，共100頁。例題(lìtí)2.6AB長(zhǎng)2m,面積(miànjī)為200mm2。AC面積(miànjī)為250mm2。E=200GPa。F=10kN。試求節(jié)點(diǎn)A的位移。解：1、計(jì)算軸力。（設(shè)斜桿為1桿，水平(shuǐpíng)桿為2桿）取節(jié)點(diǎn)A為研究對(duì)象2、根據(jù)胡克定律計(jì)算桿的變形。AF300§2.8軸向拉伸或壓縮時(shí)的變形斜桿伸長(zhǎng)水平桿縮短目錄第六十八頁，共100頁。3、節(jié)點(diǎn)(jiédiǎn)A的位移（以切代?。?.8軸向拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)的變形AF300目錄第六十九頁，共100頁。§2.9軸向拉伸或壓縮(yāsuō)的應(yīng)變能在范圍內(nèi),有應(yīng)變能（）：固體在外力作用下，因變形而儲(chǔ)存的能量稱為應(yīng)變能。目錄1lD第七十頁，共100頁?！?.10拉伸(lāshēn)、壓縮超靜定問題約束(yuēshù)反力（軸力）可由靜力平衡方程求得靜定(jìnɡdìnɡ)結(jié)構(gòu)：目錄第七十一頁，共100頁?！?.10拉伸(lāshēn)、壓縮超靜定問題約束反力不能由平衡(pínghéng)方程求得超靜定結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度(ɡānɡdù)均得到提高超靜定度（次）數(shù)：約束反力多于獨(dú)立平衡方程的數(shù)獨(dú)立平衡方程數(shù)：平面任意力系：3個(gè)平衡方程平面共點(diǎn)力系：2個(gè)平衡方程目錄第七十二頁，共100頁?！?.10拉伸(lāshēn)、壓縮超靜定問題1、列出獨(dú)立(dúlì)的平衡方程超靜定結(jié)構(gòu)(jiégòu)的求解方法：2、變形幾何關(guān)系3、物理關(guān)系4、補(bǔ)充方程5、求解方程組，得例題2.7目錄圖示結(jié)構(gòu)，1、2桿抗拉剛度為E1A1

，3桿抗拉剛度為E3A3，在外力F作用下，求三桿軸力？第七十三頁，共100頁?！?.10拉伸(lāshēn)、壓縮超靜定問題例題(lìtí)2.8目錄在圖示結(jié)構(gòu)中，設(shè)橫梁AB的變形可以省略，1，2兩桿的橫截面面積(miànjī)相等，材料相同。試求1，2兩桿的內(nèi)力。1、列出獨(dú)立的平衡方程解：2、變形幾何關(guān)系3、物理關(guān)系4、補(bǔ)充方程5、求解方程組得第七十四頁，共100頁?！?.11溫度應(yīng)力(yìnglì)和裝配應(yīng)力(yìnglì)一、溫度(wēndù)應(yīng)力已知：材料的線脹系數(shù)溫度變化（升高）1、桿件的溫度變形(biànxíng)（伸長(zhǎng)）2、桿端作用產(chǎn)生的縮短3、變形條件4、求解未知力即溫度應(yīng)力為目錄第七十五頁，共100頁。§2.11溫度應(yīng)力(yìnglì)和裝配應(yīng)力(yìnglì)二、裝配(zhuāngpèi)應(yīng)力已知：加工誤差為求：各桿內(nèi)力(nèilì)。1、列平衡方程2、變形協(xié)調(diào)條件3、將物理關(guān)系代入解得因目錄第七十六頁，共100頁?！?.12應(yīng)力(yìnglì)集中的概念常見的油孔、溝槽等均有構(gòu)件尺寸突變，突變處將產(chǎn)生應(yīng)力集中(jízhōng)現(xiàn)象。即理論應(yīng)力集中(jízhōng)因數(shù)1、形狀尺寸的影響：2、材料的影響：應(yīng)力集中對(duì)塑性材料的影響不大；應(yīng)力集中對(duì)脆性材料的影響嚴(yán)重，應(yīng)特別注意。目錄尺寸變化越急劇、角越尖、孔越小，應(yīng)力集中的程度越嚴(yán)重。第七十七頁，共100頁。一.剪切的實(shí)用(shíyòng)計(jì)算§2-13剪切和擠壓(jǐyā)的實(shí)用計(jì)算鉚釘(mǎodīng)連接剪床剪鋼板FF目錄第七十八頁，共100頁。銷軸連接(liánjiē)§2-13剪切和擠壓的實(shí)用(shíyòng)計(jì)算剪切受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向(fāngxiàng)相反且作用線很近。變形特點(diǎn)：位于兩力之間的截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。目錄第七十九頁，共100頁。FF§2-13剪切和擠壓(jǐyā)的實(shí)用計(jì)算FnnFFsnFnFsnnF｛｛｝｝FsFsnnFmm目錄第八十頁，共100頁。§2-13剪切和擠壓的實(shí)用(shíyòng)計(jì)算假設(shè)切應(yīng)力在剪切面（m-m截面(jiémiàn)）上是均勻分布的,得實(shí)用切應(yīng)力計(jì)算公式：切應(yīng)力強(qiáng)度(qiángdù)條件：許用切應(yīng)力，常由實(shí)驗(yàn)方法確定塑性材料：脆性材料：目錄第八十一頁，共100頁。二.擠壓(jǐyā)的實(shí)用計(jì)算假設(shè)(jiǎshè)應(yīng)力在擠壓面上是均勻分布的得實(shí)用(shíyòng)擠壓應(yīng)力公式*注意擠壓面面積的計(jì)算FF§2-13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算擠壓力

Fbs=F（1）接觸面為平面Abs—實(shí)際接觸面面積（2）接觸面為圓柱面Abs—直徑投影面面積目錄第八十二頁，共100頁。塑性材料：脆性材料：§2-13剪切和擠壓的實(shí)用(shíyòng)計(jì)算擠壓強(qiáng)度(qiángdù)條件：許用擠壓應(yīng)力，常由實(shí)驗(yàn)方法確定(a)d(b)dδ(c)目錄第八十三頁，共100頁。§2-13剪切和擠壓(jǐyā)的實(shí)用計(jì)算目錄第八十四頁，共100頁。為充分利用材料，切應(yīng)力(yìnglì)和擠壓應(yīng)力(yìnglì)應(yīng)滿足§2-13剪切和擠壓的實(shí)用(shíyòng)計(jì)算得：目錄第八十五頁，共100頁。圖示接頭(jiētóu)，受軸向力F作用。已知F=50kN，b=150mm，δ=10mm，d=17mm，a=80mm，[σ]=160MPa，[τ]=120MPa，[σbs]=320MPa，鉚釘和板的材料相同，試校核其強(qiáng)度。2.板的剪切強(qiáng)度(qiángdù)解：1.板的拉伸(lāshēn)強(qiáng)度§2-13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算例題3-1目錄第八十六頁，共100頁。3.鉚釘(mǎodīng)的剪切強(qiáng)度4.板和鉚釘?shù)臄D壓(jǐyā)強(qiáng)度結(jié)論：強(qiáng)度(qiángdù)足夠?！?-13剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算目錄第八十七頁，共100頁?！?-13剪切和擠壓的實(shí)用(shíyòng)計(jì)算例題(lìtí)3-2平鍵連接

圖示齒輪用平鍵與軸連接，已知軸的直徑d=70mm，鍵的尺寸為