構(gòu)件的拉壓強(qiáng)度分析

構(gòu)件的拉壓強(qiáng)度分析第一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日內(nèi)容第一節(jié)構(gòu)件軸向拉伸與壓縮的概念構(gòu)件軸向拉伸與壓縮的強(qiáng)度計(jì)算材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能橫截面上的內(nèi)力橫截面上的應(yīng)力拉伸、壓縮強(qiáng)度計(jì)算塑性材料拉伸時(shí)的力學(xué)性能塑性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能脆性材料的力學(xué)性能第二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日一構(gòu)件的軸向拉伸與壓縮螺栓的軸向拉伸汽缸連桿的軸向壓縮第一節(jié)構(gòu)件軸向拉伸與壓縮的概念第三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日橫截面上的內(nèi)力二構(gòu)件軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算外力：構(gòu)件上的載荷與約束力稱為外力。內(nèi)力：構(gòu)件內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)之間相互作用力稱為內(nèi)力。內(nèi)力的特點(diǎn)：（1）內(nèi)力隨外力增加而增加。（2）橫截面上的內(nèi)力分布是均勻的。（3）內(nèi)力的作用線垂直構(gòu)件桿)的橫截面，并通過截面的形心，這種內(nèi)力也稱為軸力。第二節(jié)軸向拉伸與壓縮的內(nèi)力與截面法第四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日應(yīng)力：?jiǎn)挝幻娣e上的內(nèi)力，單位N/mm2

。第三節(jié)橫截面上的應(yīng)力1GPa=103MPa=109Pa內(nèi)力與應(yīng)力橫截面上正應(yīng)力計(jì)算方式為

σ的方向規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負(fù)。式中σ

---橫截面上的正應(yīng)力(MPa)；

FN---橫截面上的軸力(內(nèi)力)(N)；

A---橫截面的面積(mm2)。第五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日第四節(jié)構(gòu)件軸向拉伸與壓縮強(qiáng)度計(jì)算為了保證拉、壓桿具有足夠的強(qiáng)度，必須使其最大正應(yīng)力σmax(工作應(yīng)力)小于或等于材料在拉伸(壓縮)時(shí)的許用應(yīng)力[σ]。式中FN---構(gòu)件危險(xiǎn)截面處的軸力(N)；

A--構(gòu)件危險(xiǎn)截面面積(mm2)；

[σ]——由材料和熱處理所確定的許用應(yīng)力（MPa）。第六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日例12-1：若連桿所受壓力為F=115．5kN，截面尺寸b=50mm，h=65mm，材料許用應(yīng)力[σ]=50MPa，當(dāng)OA與AB垂直時(shí)，試校核連桿的強(qiáng)度。活塞連桿受力圖BAB第七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日解：連桿所受的軸力

FN=F=115．5kN

計(jì)算連桿截面面積

A=b×h=50mm×65mm=3250mm2

校核連桿的強(qiáng)度，由強(qiáng)度條件得

因?yàn)棣摇躘σ]，所以連桿強(qiáng)度足夠。第八頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能選擇具有典型性的低碳鋼作拉伸試驗(yàn)；標(biāo)準(zhǔn)試件；設(shè)備為材料拉伸實(shí)驗(yàn)機(jī)；緩慢加載，直至試件被拉斷；試件受力變形為拉伸曲線。拉伸試樣第九頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日σ-ε曲線四個(gè)階段

低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線1彈性階段σP比例極限σe彈性極限oA段直線的斜率為試件的彈性模量，用E表示，也稱為材料的剛度。第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能第十頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日屈服階段應(yīng)力雖然不再增加，但變形卻迅速增大，材料猶如失去了變形的抵抗能力，這種現(xiàn)象稱為材料屈服。此時(shí)卸載，材料不能恢復(fù)原來的形狀，稱為塑性變形。塑性變形在汽車機(jī)械中是不允許的。屈服階段的最低應(yīng)力值σs

，稱為材料的屈服點(diǎn)。低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能第十一頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日強(qiáng)化階段經(jīng)過屈服階段以后，曲線又繼續(xù)上升，材料又恢復(fù)了抵抗變形的能力，這種現(xiàn)象稱為材料的強(qiáng)化。強(qiáng)化階段中的最高點(diǎn)D所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力是材料承受的最大應(yīng)力，稱為強(qiáng)度或強(qiáng)度極限。強(qiáng)度或強(qiáng)度極限是材料抵抗破壞能力的指標(biāo)。低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線第五節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能第十二頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線低碳鋼拉伸時(shí)的σ-ε曲線應(yīng)力達(dá)到σb后，試件在某一局部范圍內(nèi)橫向尺寸突然縮小，形成“頸縮”現(xiàn)象，這時(shí)承載能力急劇下降。最后在頸縮處被拉斷。頸縮階段第十三頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日伸長(zhǎng)率和斷面收縮率材料的塑性以試件拉斷后遺留下來的塑性變形來表示。塑性大小用伸長(zhǎng)率和斷面收縮率來表示?！?00%×100%式中L1---試件拉斷后的長(zhǎng)度(mm)；

L---試件原始長(zhǎng)度(mm)；

A1---試件拉斷處的橫截面面積(mm2)；

A---試件原始橫截面面積(mm2)。第十四頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日塑性材料壓縮時(shí)的力學(xué)性能第三節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能塑性材料壓縮時(shí)，在屈服階段以前，兩曲線基本重合。屈服階段后，試件愈壓愈扁，曲線不斷上升，得不到材料壓縮時(shí)的抗壓強(qiáng)度。低碳鋼壓縮時(shí)的σ-ε曲線第十五頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日以灰鑄鐵為例，它在拉伸時(shí)為一條微彎的曲線，無屈服現(xiàn)象，不產(chǎn)生頸縮，變形小，當(dāng)應(yīng)力達(dá)一定數(shù)值時(shí)，突然斷裂。第三節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能脆性材料的力學(xué)性能灰鑄鐵拉伸時(shí)的σ-ε曲線第十六頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日構(gòu)件的拉伸拉伸拉斷第十七頁(yè)，共二十頁(yè)，2022年，8月28日灰鑄鐵壓縮時(shí)也無明顯的直線部分，無屈服極限，但是強(qiáng)度超過抗拉強(qiáng)度4~5倍，其他脆性材料也具有這樣的性質(zhì)。第三節(jié)材料拉伸與壓縮時(shí)的力學(xué)性能脆性材料的力學(xué)性能灰鑄鐵壓縮時(shí)