材料力学构件受力变形及其应力课件.ppt
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- 关 键 词:
- 材料力学 构件 变形 及其 应力 课件
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1、一、构件受力和变形的种类一、构件受力和变形的种类 1.1.构件受力的种类构件受力的种类 机械工作时,其各部分均受到力的作用,这些作用在机械工作时,其各部分均受到力的作用,这些作用在构件上的力称为载荷。构件上的力称为载荷。按载荷作用方式分类按载荷作用方式分类:集中载荷和分布载荷。集中载荷和分布载荷。 集中载荷:集中载荷:由极小的面积传递给构件的力,计算时由极小的面积传递给构件的力,计算时一般认为集中载荷作用于一点。一般认为集中载荷作用于一点。分布载荷分布载荷:连续分布在构件某段长度或面积上的外力。:连续分布在构件某段长度或面积上的外力。分布载荷分布载荷又分为又分为均匀分布载荷均匀分布载荷和和不均
2、匀分布载荷不均匀分布载荷。按载荷作用性质分类:按载荷作用性质分类:静载荷静载荷:由零开始缓慢增加至某一定值后:由零开始缓慢增加至某一定值后不随时不随时间变化间变化( (不使物体产生加速度)不使物体产生加速度)动载荷:载荷大小动载荷:载荷大小随时间变化的力随时间变化的力(交变载荷、冲击载荷)(交变载荷、冲击载荷)2. 2. 变形的基本形式变形的基本形式 工程实际中的构件种类繁多,根据其几何形状,可以简化为四类:杆、板、壳、块杆、板、壳、块 。 本章研究的主要对象是等截面直杆(简称等直杆等直杆) 等直杆在载荷作用下,其基本变形的形式有: 1.1.轴向拉伸和压缩变形;轴向拉伸和压缩变形;2.2.剪切
3、变形;剪切变形; 3. 3.扭转变形;扭转变形;4.4.弯曲变形弯曲变形。 两种或两种以上的基本变形组合而成的,称为组组合变形。合变形。 材料的力学性能材料的力学性能:材料在外力作用下,其强度和变形方面所表现出来的性能。它是通过试验的方法测定的,是进行强度、刚度计算和选择材料的重要依据。 工程材料的种类工程材料的种类:根据其性能可分为塑性材料塑性材料和脆性材料脆性材料两大类。低碳钢和铸铁是这两类材料的典型代表,它们在拉伸和压缩时表现出来的力学性能具有广泛的代表性。第二节第二节 材料在拉伸时的力学性能材料在拉伸时的力学性能常温、静载试验常温、静载试验 :L=510dLdFF 将金属按国家标准制成
4、图示标准拉伸试样,在拉伸试验机上进行拉伸试验。试验结果可以自动绘出以伸长量L为横坐标,以拉伸载荷F为纵坐标的拉伸图。图示为低碳钢拉伸图。一、低碳钢试件拉伸图一、低碳钢试件拉伸图低碳钢的拉伸图曲线分析:低碳钢的拉伸图曲线分析:Ob bc cd de试件在拉伸过程中经历试件在拉伸过程中经历了四个阶段,了四个阶段,obob段段弹性变形阶段弹性变形阶段bcbc段段屈服阶段屈服阶段cdcd段段强化阶段强化阶段 dede段段缩颈断裂阶段缩颈断裂阶段 FeFLFsFb低碳钢标准拉伸试件安装在拉伸试验机上,低碳钢标准拉伸试件安装在拉伸试验机上,然后对试件缓慢施加拉伸载荷,直至把试件拉断。然后对试件缓慢施加拉伸
5、载荷,直至把试件拉断。二、低碳钢应力二、低碳钢应力应变曲线图应变曲线图从刚才的拉伸图来看,金属在外力作用下,随着载荷从刚才的拉伸图来看,金属在外力作用下,随着载荷的增加,可先后发生弹性变形、塑性变形、直至断裂。的增加,可先后发生弹性变形、塑性变形、直至断裂。 根据拉伸过程中试件承受的根据拉伸过程中试件承受的应力应力和产生的和产生的应变应变之间之间的关系,可以绘制出该低碳钢的的关系,可以绘制出该低碳钢的 曲线。曲线。应力应力应变曲线图应变曲线图 LLAF=低碳钢的低碳钢的 曲线分析:曲线分析:Oa ab bc cd de试件在拉伸过程中经历了四个阶段,有两个重要的强度指标。 obob段段弹性阶段
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