材料力學(xué)試講材料

桿件變形的基本形式上課之前大家先來思考兩個(gè)問題，用力拉彈簧時(shí)，彈簧會(huì)有怎樣的變化？跳水運(yùn)動(dòng)員跳水時(shí)，跳板又會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？通過常識(shí)我們知道用力拉彈簧時(shí)，彈簧變長(zhǎng)了；跳水時(shí)，跳板被壓彎。這兩個(gè)例子說明物體在受到外力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生變形，而今天我們所主要講的就是有關(guān)桿件變形的問題。那么什么叫做桿件呢，桿件變形又存在哪幾種情況呢？一、桿件：細(xì)而長(zhǎng)的構(gòu)件首先來看一下第一個(gè)問題一一桿件，桿件在材料力學(xué)中指的是細(xì)而長(zhǎng)的構(gòu)曲桿圖片中所展示就是桿件的兩種基本類型，一種是直桿，一種是曲桿。大家觀察一下這兩種類型的桿件有什么共同點(diǎn)呢？不難發(fā)現(xiàn)他們的長(zhǎng)度比橫截面尺寸大的多。所以說桿件的基本特點(diǎn)就是長(zhǎng)度尺寸遠(yuǎn)大于橫截面尺寸。生活中許多機(jī)器的軸、房屋的立柱、橫梁以及我手中的直尺都可以視為桿件,桿件在生活中非常常見，而且它也是材料力學(xué)主要的研究對(duì)象，桿件在外力作用下回發(fā)生變形，接下來我們主要介紹桿件在外力作用下的幾種變形形式）二、桿件變形的基本形式（工程中桿件的受力情況往往比較復(fù)雜，其變形也有很多形式，但通過分析歸納可大致分為以下四種基本形式）1、軸向拉伸或壓縮拉伸圖中分別顯示了桿件受到拉力或和壓力作用時(shí)的變形情況?？梢院苊黠@的看出桿件在受到拉力作用時(shí)伸長(zhǎng)了，受到壓力作用時(shí)縮短了，像這種現(xiàn)象就叫做桿件的拉伸或壓縮變形。（它的受力特點(diǎn)：作用在桿件兩端的力，大小相等、方向相反，作用線與桿件的軸線重合），變形特點(diǎn)：桿件沿軸向伸長(zhǎng)或縮短。工程中存在很多桿件拉伸或壓縮變形的例子，比如起重機(jī)的鋼繩在吊裝重物時(shí)受到重物拉力而伸長(zhǎng)；以及斜拉橋的拉桿，橋墩等都是軸向拉伸（壓縮）的實(shí)例）。

2、剪切變形剪切銷釘2、剪切變形剪切（這張圖就是桿件剪切受力示意圖，圖中可以看到銷釘受到兩個(gè)垂直于軸線的橫向力作用，而且這兩個(gè)力的作用線距離比較近，像這種作用就是剪切作用，它最終會(huì)導(dǎo)致銷釘上下兩部分沿力的方向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)），這也是剪切變型的特點(diǎn)：桿件的兩部分沿外力的方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。變形特點(diǎn)：桿件的兩部分沿外力作用方向發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。大家看一下這是螺栓受到剪切變形的實(shí)例。很明顯可以看出螺栓的兩部分發(fā)生了錯(cuò)位或者說是錯(cuò)動(dòng)。3、扭轉(zhuǎn)變形大家看我手中的直尺，當(dāng)我在尺子兩端施加方向不同的兩個(gè)轉(zhuǎn)向力時(shí)，大家看一下尺子發(fā)生什么樣的變形？對(duì)，尺子扭轉(zhuǎn)了，這種變形就是我們所說的扭轉(zhuǎn)變形。這個(gè)圖就是扭轉(zhuǎn)變形的示意圖，可以看出桿件在扭轉(zhuǎn)變形前后，邊線發(fā)生了偏移。扭轉(zhuǎn)變形扭轉(zhuǎn)變形這種變形的受力特點(diǎn)就是在桿件兩端作用一對(duì)大小相等，方向相反的轉(zhuǎn)向力，這種轉(zhuǎn)向力在材料力學(xué)中被稱為力偶）扭轉(zhuǎn)變形的特點(diǎn)：桿件相鄰截面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。在生活中汽車方向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)軸、機(jī)器中的電機(jī)軸在工作時(shí)都會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形，只不過這種變形是很小的，是在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)的。最后看一下第四種變形，4、彎曲變形大家試想一下，當(dāng)我用手支撐住尺子的兩端，并在尺子中間放一重物時(shí)，尺子會(huì)發(fā)生怎樣的變形呢？對(duì)，尺子會(huì)從中間凹下去，發(fā)生彎曲。像這種變形就叫做桿件彎曲變形。這種變形特點(diǎn)是：桿件的中心線或者說是軸線由直線變?yōu)榍€。大家看一下這是工廠中所用的天車（也叫做吊車），天車在吊裝重物時(shí)，天車橫梁由于重物的拉力作用發(fā)生彎曲變形。而為了不使橫梁因變形過大而遭到破壞，工廠中一般都會(huì)限制吊裝物的最大噸位。對(duì)于橋梁來說，禁止車輛超載也是同樣問題以上就是今天所要講的內(nèi)容，下面我們簡(jiǎn)單總結(jié)一下，今天我們主要講了桿件，桿件是指細(xì)而長(zhǎng)的構(gòu)件，它的變形主要包括四種基本形式，分別是軸向拉伸或壓縮、剪切變形、扭轉(zhuǎn)變形以及彎曲變形。生活中桿件的變形往往不是某種單一的形式，而是由這幾種組合起來的變形，我們下節(jié)課將主要講解桿件組合變的知識(shí)。