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1、在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 3-1 轴向拉伸与压缩杆的内力轴向拉伸与压缩杆的内力 3-2 轴向拉伸与压缩杆的应力轴向拉伸与压缩杆的应力 3-3 轴向拉伸与压缩杆的变形轴向拉伸与压缩杆的变形 3-4 轴向拉伸与压缩杆的强度计算轴向拉伸与压缩杆的强度计算 3-5 简单拉伸和压缩超静定问题的解法简单拉伸和压缩超静定问题的解法 3-6 轴向拉伸与压缩时的材料的力学性能轴向拉伸与压缩时的材料的力学性能 3-7 应力集中的概
2、念应力集中的概念 3-8 剪切和拉（压）杆连接的实用计算剪切和拉（压）杆连接的实用计算2在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3-1 轴向拉伸与压缩杆的内力轴向拉伸与压缩杆的内力 工程中有很多构件，例如屋架中的杆，是等直杆，作工程中有很多构件，例如屋架中的杆，是等直杆，作用于杆上的外力的合力的作用线与杆的轴线重合。在这种用于杆上的外力的合力的作用线与杆的轴线重合。在这种受力情况下，杆的主要变形形式是轴向伸长或缩短受力情况下，杆的主要变形形式是轴向伸长或缩短。屋架结构简图屋架结构简图3在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也
3、许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么桁架的示意图桁架的示意图受轴向外力作用的等截面直杆受轴向外力作用的等截面直杆拉杆和压杆拉杆和压杆（未考虑端部连接情况）（未考虑端部连接情况）4在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么5在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么7在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为
4、浪费这一点点算不了什么轴向压缩，对应的力称为压力。轴向压缩，对应的力称为压力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。轴向拉伸，对应的力称为拉力。力学模型如图力学模型如图8在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么轴向拉（压）的外力特点：轴向拉（压）的外力特点：外力合力的作用线与杆件轴线重合外力合力的作用线与杆件轴线重合轴向拉（压）的变形特点：轴向拉（压）的变形特点：杆的变形主要是轴向伸长或缩短，杆的变形主要是轴向伸长或缩短，伴随横向收缩或膨胀。伴随横向收缩或膨胀。轴向拉伸：杆的变形沿轴向伸长，横向收缩。轴向拉伸：杆的变形沿轴向伸长，横向收缩。
5、轴向压缩：杆的变形沿轴向缩短，横向变粗。轴向压缩：杆的变形沿轴向缩短，横向变粗。9在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 一截，二取，三平衡一截，二取，三平衡一截，二取，三平衡一截，二取，三平衡 截面法求内力步骤截面法求内力步骤截面法求内力步骤截面法求内力步骤 F FX X=0,N=0,NF F1 1+F F2 2=0=0 N N=F=F1 1F F2 2 F F1 1F F2 2F F3 3mmF F1 1F F2 2mmN N 轴向拉伸与压缩杆的内力轴向拉伸与压缩杆的内力轴力轴力轴力轴力10在日常生活中，随处都可以看到浪费粮
6、食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么取右脱离体计算轴力：取右脱离体计算轴力：取右脱离体计算轴力：取右脱离体计算轴力：N N=F F3 3 =F F1 1-F F2 2因此，可选择简单的一侧计算轴力。因此，可选择简单的一侧计算轴力。因此，可选择简单的一侧计算轴力。因此，可选择简单的一侧计算轴力。N NF F1 1F F2 2F F3 3mmN NF F1 1F F2 2mmF F3 3mm与取左脱离体计算的轴力相等与取左脱离体计算的轴力相等与取左脱离体计算的轴力相等与取左脱离体计算的轴力相等11在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪
7、费，也许你认为浪费这一点点算不了什么轴力正负号的规定：轴力正负号的规定：轴力正负号的规定：轴力正负号的规定：方向离开截面为正；方向指向截面为负方向离开截面为正；方向指向截面为负方向离开截面为正；方向指向截面为负方向离开截面为正；方向指向截面为负 单位单位单位单位 N,kN N,kN正轴力称为拉力正轴力称为拉力正轴力称为拉力正轴力称为拉力负轴力称为压力负轴力称为压力负轴力称为压力负轴力称为压力N NF F1 1F F2 2F F3 3mmN NF F1 1F F2 2mmF F3 3mm12在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么轴
8、力图（轴力图（axial force diagramaxial force diagram）问题：问题：问题：问题：如何既简单又直观地描述轴力的变化规律？如何既简单又直观地描述轴力的变化规律？如何既简单又直观地描述轴力的变化规律？如何既简单又直观地描述轴力的变化规律？画轴力图方法：画轴力图方法：画轴力图方法：画轴力图方法：1.1.分段计算轴力（外力的作用点为分段的起始点）；分段计算轴力（外力的作用点为分段的起始点）；分段计算轴力（外力的作用点为分段的起始点）；分段计算轴力（外力的作用点为分段的起始点）；2.2.建立座标系建立座标系建立座标系建立座标系 F1F4F3F2332211 3.3.画轴
9、力图画轴力图画轴力图画轴力图 轴力随横截面位置变化而变化轴力随横截面位置变化而变化轴力随横截面位置变化而变化轴力随横截面位置变化而变化 横坐标横坐标横坐标横坐标与杆的轴线平行与杆的轴线平行与杆的轴线平行与杆的轴线平行 纵坐标纵坐标纵坐标纵坐标轴力数值轴力数值轴力数值轴力数值13在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例题例题例题例题1 1 作图示杆的轴力图作图示杆的轴力图作图示杆的轴力图作图示杆的轴力图 解：解：解：解：1.1.分段计算轴力：分段计算轴力：分段计算轴力：分段计算轴力：N N1 1=10 kN,N=10 kN,N 2
10、 2=10 kN,N10 kN,N3 3=20 kN20 kN 2.2.作轴力图作轴力图作轴力图作轴力图 10kN 20kN10kN20kN DABC1020 10 1 23 1 23 N（kN）x14在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么20kN10kN 10kN 10kN 20kN10kN20kN DABC 1 23 1 23N图图轴力图要求轴力图要求 1.1.与杆平行对齐画与杆平行对齐画与杆平行对齐画与杆平行对齐画 2.2.正确画出轴力沿轴线的变化规律正确画出轴力沿轴线的变化规律正确画出轴力沿轴线的变化规律正确画出轴力沿轴
11、线的变化规律 3.3.标明轴力的正负号标明轴力的正负号标明轴力的正负号标明轴力的正负号 4.4.注明特殊截面的轴力数值（极值）注明特殊截面的轴力数值（极值）注明特殊截面的轴力数值（极值）注明特殊截面的轴力数值（极值）5.5.标明轴力单位标明轴力单位标明轴力单位标明轴力单位15在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 例例2：已知：已知：A1=3 2,A2=4 2,l1=l2=50m,F=12 kN,=0.028 N/3 求：作轴力图（考虑自重）求：作轴力图（考虑自重）解：解：计算轴力计算轴力ACBFl1l222x211x11212
12、.4212.98N(kN)绘轴力图绘轴力图12AB段段:N1=F A1x1 （0 x1l1）BC段：段：N2=F A1l1 A2（x2l1）（l1x2l1l2）x1FN1xFN2l1x2l116在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么求出横截面上的轴力后，还需知道截面上各处内力求出横截面上的轴力后，还需知道截面上各处内力的集中程度（即应力），为后面的强度计算做准备。的集中程度（即应力），为后面的强度计算做准备。dAdA3-2 轴向拉伸与压缩杆的应力轴向拉伸与压缩杆的应力17在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识
13、到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 已知轴力求应力，需要研究变形才能解决。已知轴力求应力，需要研究变形才能解决。思路：思路：思路：思路：应力表达式应力表达式应力表达式应力表达式观察变形（外表）观察变形（外表）观察变形（外表）观察变形（外表）变形假设（内部）变形假设（内部）变形假设（内部）变形假设（内部）应变分布应变分布应变分布应变分布应力分布应力分布应力分布应力分布18在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1 1.变形特点变形特点变形特点变形特点 纵线纵线纵线纵线仍为直线，平行于轴线仍为直线，平行于轴线仍为直线，平行
14、于轴线仍为直线，平行于轴线 横线横线横线横线仍为直线，且垂直于轴线仍为直线，且垂直于轴线仍为直线，且垂直于轴线仍为直线，且垂直于轴线FF19在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.2.平面假设平面假设平面假设平面假设 杆件的任意横截面在杆件受力变形后仍保持为平面，且与轴线杆件的任意横截面在杆件受力变形后仍保持为平面，且与轴线杆件的任意横截面在杆件受力变形后仍保持为平面，且与轴线杆件的任意横截面在杆件受力变形后仍保持为平面，且与轴线垂直。垂直。垂直。垂直。20在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费
15、，也许你认为浪费这一点点算不了什么3.3.应变分布应变分布应变分布应变分布 由平面假设，每一纵向线的轴向应变是相同的。由平面假设，每一纵向线的轴向应变是相同的。由平面假设，每一纵向线的轴向应变是相同的。由平面假设，每一纵向线的轴向应变是相同的。4.4.应力分布应力分布应力分布应力分布 由均匀性假设，横截面上的应力也是均匀分布的，即由均匀性假设，横截面上的应力也是均匀分布的，即由均匀性假设，横截面上的应力也是均匀分布的，即由均匀性假设，横截面上的应力也是均匀分布的，即各点应力相同。各点应力相同。各点应力相同。各点应力相同。21在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费
16、，也许你认为浪费这一点点算不了什么5.5.应力公式应力公式应力公式应力公式 为满足平衡关系，拉压杆横截面上应只存在正应力。为满足平衡关系，拉压杆横截面上应只存在正应力。为满足平衡关系，拉压杆横截面上应只存在正应力。为满足平衡关系，拉压杆横截面上应只存在正应力。dAdA静力学关系静力学关系静力学关系静力学关系22在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么等直杆（棱柱体）等直杆（棱柱体）近似应用近似应用适用范围适用范围23在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么FFFF思考
17、：思考：思考：思考：两杆横截面的正应力分布是否相同？两杆横截面的正应力分布是否相同？两杆横截面的正应力分布是否相同？两杆横截面的正应力分布是否相同？24在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么FF FFFF25在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么圣维南（圣维南（圣维南（圣维南（Saint-VenantSaint-Venant）原理）原理）原理）原理 力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离不力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离不力作用于杆端方式的不同，只会使与
18、杆端距离不力作用于杆端方式的不同，只会使与杆端距离不超过杆的横向尺寸的范围内受到影响。超过杆的横向尺寸的范围内受到影响。超过杆的横向尺寸的范围内受到影响。超过杆的横向尺寸的范围内受到影响。FFFFFss26在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例题例题 Y Y =0,N=0,N1 1 sin45sin45F F=0 =0 已知：已知：已知：已知：A A1 1=1000 mm=1000 mm2 2,A A2 2=20000=20000 mmmm2 2,F F=100 kN=100 kN求：各杆横截面的应力求：各杆横截面的应力求：各
19、杆横截面的应力求：各杆横截面的应力解：解：解：解：轴力计算轴力计算轴力计算轴力计算 取节点取节点取节点取节点A A=100 kN100 kN=141.4 kN=141.4 kN X X=0,=0,N N1 1cos45cos45N N2 2=0=0N N2 2=N N1 1cos45cos45=141.40.707141.40.707FACB45AFN2N145xy2127在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么N N1 1 =141.4 =141.4 kNkNN N2 2=100 kN100 kN 应力计算应力计算应力计算应力计
20、算FACB45AFN2N145xy 28在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么作业：作业：3-1,3-23-1,3-229在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3-3轴向拉伸与压缩杆的变形轴向拉伸与压缩杆的变形blb1 l1FF2.轴向线应变轴向线应变1.轴向变形轴向变形 绝对变形绝对变形30在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么胡克定律胡克定律blEA抗拉压刚度抗拉压刚度b1 l1FFE材料弹性模
21、量（材料常数）材料弹性模量（材料常数）通过大量试验，得：通过大量试验，得：引入比例常数引入比例常数E，得：，得：（p p ）31在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么胡克定律胡克定律blb1 l1FF胡克定律另一形式：胡克定律另一形式：胡克定律另一形式：胡克定律另一形式：（p ）32在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3.横向变形横向变形 当当 p 泊松比泊松比 Poissons ratioPoissons ratio =b1-b bb b 横向横向线应变线应变
22、blb1 l1FF33在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么思考：对小锥度变截面杆思考：对小锥度变截面杆l=?F FF Fld d1 1d d2 2胡克定律的应用：胡克定律的应用：1、计算杆件的轴向变形；、计算杆件的轴向变形；2、计算杆件指定点的位移；、计算杆件指定点的位移；3、求解超静定问题；、求解超静定问题；34在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么F FF Fld d1 1d d2 2NNdxA(x)dxxd35在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也
23、许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 2.2.横截面横截面B B,C C及端面及端面D D的纵向位移与各段杆的纵向总变的纵向位移与各段杆的纵向总变形是什么关系？形是什么关系？思考：思考：等直杆受力如图，已知杆的横截面面积等直杆受力如图，已知杆的横截面面积A A和材料的和材料的 弹性模量弹性模量E E。1.1.列出各段杆的纵向总变形列出各段杆的纵向总变形l lABAB，l lBCBC，l lCDCD以及整以及整个杆纵向变形的表达式。个杆纵向变形的表达式。36在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么FFN 图F+
24、-+位移：变形：37在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 3.3.图图(b)(b)所示杆，所示杆，其各段的纵向总变形以其各段的纵向总变形以及整个杆的纵向总变形及整个杆的纵向总变形与图与图(a)(a)的变形有无不的变形有无不同？各横截面及端面的同？各横截面及端面的纵向位移与图纵向位移与图(a)(a)所示所示杆的有无不同？何故？杆的有无不同？何故？(a)38在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么FFFN 图F+-+位移：变形：39在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食
25、的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 例例已知：已知：1，2 两杆相同，两杆相同，EA,l,F,均已知均已知 求：求：A 点位移点位移 A AF FB BC C 1 2 Fx=0,1=2 =解：解：1、内力计算、内力计算 取节点取节点AFy=0,2 cos F=0yF12x A40在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么由对称性，由对称性，A点位移至点位移至A点，点，2.2.各杆变形计算各杆变形计算各杆变形计算各杆变形计算由胡克定律由胡克定律问题：问题：l 与与 fA 是什么关系？是什么关系？ABC
26、 1 2FllfA两两 杆变形量相等，设为杆变形量相等，设为l .仍位于对称面上，仍位于对称面上，41在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3.A点位移点位移 fA由图中几何关系由图中几何关系（）ABC 1 2llAfAA42在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么解：变形图如图解：变形图如图2，B点位移至点位移至B点，由图知：点，由图知：ABCL1L2B求图示结构在荷载作用下点的水平位求图示结构在荷载作用下点的水平位移和铅垂位移。（只列出几何关系）移和铅垂位移。（
27、只列出几何关系）作业：作业：3-4 3-6 43在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么重点内容重点内容拉压时的应力应变曲线及特征拉压时的应力应变曲线及特征塑性指标塑性指标塑性材料与脆性材料塑性材料与脆性材料3-4 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能轴向拉伸与压缩时材料的力学性能44在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 力学性能力学性能 实验目的实验目的 确定材料变形和破坏方面的重要性能指确定材料变形和破坏方面的重要性能指 标，以作为强度和变形计算的依据。标，以作为强
28、度和变形计算的依据。例如：例如：拉压强度条件拉压强度条件其中极限应力其中极限应力 怎么确定？怎么确定？在外力作用下，材料在变形与破坏在外力作用下，材料在变形与破坏方面所表现出来的特性，也称机械方面所表现出来的特性，也称机械性能性能(由实验来测）。由实验来测）。45在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么胡克定律计算变形：胡克定律计算变形：（p p ）其中的弹性模量其中的弹性模量 及比例极限及比例极限 怎么确定？怎么确定？其中泊松比其中泊松比 怎么确定？怎么确定？46在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在
29、浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4.4.加载方式和记录：加载方式和记录：标点标点标点标点F FF Fdl1.1.1.1.目的：目的：目的：目的：测定材料拉压时的力学性能测定材料拉压时的力学性能测定材料拉压时的力学性能测定材料拉压时的力学性能2.2.2.2.设备：设备：设备：设备：全能试验机，变形仪全能试验机，变形仪全能试验机，变形仪全能试验机，变形仪3.3.3.3.试件：试件：试件：试件：标准试样标准试样标准试样标准试样 标距标距标距标距 l ,l=l ,l=1010d,l=d,l=5 5d d（圆）（圆）（圆）（圆）渐加静载荷渐加静载荷由零开始由零开始,缓慢缓慢增加至终值。增加至终值。
30、记录加载过程中载荷记录加载过程中载荷F 与伸长与伸长l 的关系。的关系。一、拉伸试验一、拉伸试验47在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么48在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么低碳钢：含碳量低于低碳钢：含碳量低于0.30.3标点标点标点标点F FF Fdl二、低碳钢拉伸时的力学性质二、低碳钢拉伸时的力学性质49在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.拉伸图拉伸图50在日常生活中，随处都可以看到
31、浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么拉伸图拉伸图F Fl l l l51在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 克服拉伸图的尺寸效应，以及直观反映材料克服拉伸图的尺寸效应，以及直观反映材料克服拉伸图的尺寸效应，以及直观反映材料克服拉伸图的尺寸效应，以及直观反映材料的力学性能。的力学性能。的力学性能。的力学性能。l 原长原长 名义应力名义应力名义应变名义应变A初始横截面面积初始横截面面积2.2.应力应力-应变图（应变图（-图）图）52在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识
32、到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么弹性阶段弹性阶段elastic stageelastic stage线弹性阶段（比例阶段）：线弹性阶段（比例阶段）：比例极限比例极限比例极限比例极限 p p特点：特点：特点：特点：变形是完全弹性的变形是完全弹性的变形是完全弹性的变形是完全弹性的 e p弹性极限弹性极限弹性极限弹性极限 e e elastic limit elastic limit胡克定律胡克定律胡克定律胡克定律 =E 53在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么几何意义：几何意义：几何意义：几何意义：-曲线比例阶段直线
33、斜率。曲线比例阶段直线斜率。曲线比例阶段直线斜率。曲线比例阶段直线斜率。物理意义：材料抵抗弹性变形的能力。物理意义：材料抵抗弹性变形的能力。物理意义：材料抵抗弹性变形的能力。物理意义：材料抵抗弹性变形的能力。e pE E弹性模量弹性模量弹性模量弹性模量单位：单位：单位：单位：Pa,Pa,1 GPa=101 GPa=109 9 Pa Pa =E 54在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么屈服阶段屈服阶段 yield stage s s 特征应力：屈服极限特征应力：屈服极限s Q235钢钢 s=235MPa 应变增加，应力几乎不增应
34、变增加，应力几乎不增加。材料失去抵抗变形的加。材料失去抵抗变形的能力。能力。屈服屈服(流动）流动）55在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么滑移线滑移线滑移线滑移线 方位方位方位方位与轴线成与轴线成与轴线成与轴线成4545原因原因原因原因最大剪应力最大剪应力最大剪应力最大剪应力 机理机理机理机理晶格滑移晶格滑移晶格滑移晶格滑移45 s s56在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么强化阶段强化阶段 strengthing stagestrengthing stage
35、特点：特点：材料恢复变形抗力，材料恢复变形抗力，-关系非线性，关系非线性，滑移线消失，滑移线消失，试件明显变细。试件明显变细。b b特征应力：特征应力：特征应力：特征应力：强度极限强度极限强度极限强度极限 b b 57在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么颈缩阶段颈缩阶段（局部变形阶段）（局部变形阶段）stage of local deformation特征：特征：颈缩现象颈缩现象 58在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 残余应变残余应变59在日常生活中，随处
36、都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么3.3.特征应力特征应力 强度极限强度极限 b b屈服极限屈服极限 s s弹性极限弹性极限 e e比例极限比例极限 p p60在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4.4.塑性指标塑性指标 断后伸长率（延伸率）断后伸长率（延伸率）塑性材料塑性材料塑性材料塑性材料 5 5 断面收缩率断面收缩率 Q235Q235钢钢钢钢 =6060 脆性材料脆性材料脆性材料脆性材料 5 5 Q235Q235钢钢钢钢 =20203030 铸铁铸铁 0.5 61在日常
37、生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 5.5.5.5.卸载定律卸载定律卸载定律卸载定律拉伸过程中在某点卸拉伸过程中在某点卸拉伸过程中在某点卸拉伸过程中在某点卸载，载，载，载，-将按照比例阶将按照比例阶将按照比例阶将按照比例阶段的规律变化，直到段的规律变化，直到段的规律变化，直到段的规律变化，直到完全卸载。完全卸载。完全卸载。完全卸载。卸载卸载卸载卸载62在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 卸载后重新加载，卸载后重新加载，-则按卸载路径变则按卸载路径变化，至卸载点附
38、近后化，至卸载点附近后则回到未经卸载的曲则回到未经卸载的曲线上。线上。卸载再加载规律：卸载再加载规律：再加载再加载63在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 冷作硬化冷作硬化 cold hardeningcold hardening 在强化阶段卸载，材料的屈服极限提在强化阶段卸载，材料的屈服极限提高，塑性降低。高，塑性降低。原屈服极限原屈服极限现屈服极限现屈服极限原残余应变原残余应变现残余应变现残余应变64在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么三、其他塑性材料拉伸
39、三、其他塑性材料拉伸65在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1616锰钢锰钢66在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么退火球墨铸铁退火球墨铸铁67在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么锰钢锰钢68在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么玻璃钢玻璃钢69在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪
40、费这一点点算不了什么锰钢锰钢16锰钢锰钢退火球墨铸铁退火球墨铸铁玻璃钢玻璃钢 塑性材料的共同特点是塑性材料的共同特点是:断后伸长率大于断后伸长率大于5.问题：问题：对无明显屈服阶对无明显屈服阶段的塑性材料如何确定强段的塑性材料如何确定强度指标？度指标？70在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 产生产生0.20.2塑性应塑性应变时变时对应的应力值对应的应力值.0.20.2名义屈服极限名义屈服极限71在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么1.强度极限低强度极限低;b
41、=110160MPa2.非线性；非线性；近似用割线代替近似用割线代替3.无屈服，无颈缩；无屈服，无颈缩；4.；平断口。平断口。（MPa）（%）100500.45 b四、铸铁拉伸四、铸铁拉伸四、铸铁拉伸四、铸铁拉伸不宜受拉！不宜受拉！72在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么，p p，与拉伸相同与拉伸相同；测不出测不出；试件呈鼓状。试件呈鼓状。压缩压缩 (MPa)0.200.10200400 五、压缩五、压缩五、压缩五、压缩低碳钢的压缩低碳钢的压缩低碳钢的压缩低碳钢的压缩压缩试验无意义压缩试验无意义压缩试验无意义压缩试验无意义拉伸
42、拉伸73在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么 高于拉伸；高于拉伸；（接近接近4倍）倍）大于拉伸；大于拉伸；（接近（接近）3斜断口斜断口可制成受压构件可制成受压构件400 (MPa)3006000.100.05压缩压缩铸铁的压缩铸铁的压缩铸铁的压缩铸铁的压缩拉伸拉伸74在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么总结与讨论总结与讨论3工程材料按其断后伸长率大小分成两大类：工程材料按其断后伸长率大小分成两大类：塑性材料和脆性材料：塑性材料和脆性材料：塑性材料塑性材料 脆性
43、材料脆性材料 4塑性材料和脆性材料的强度指标不同：塑性材料和脆性材料的强度指标不同：塑性材料取塑性材料取 或或 ，脆性材料取，脆性材料取强度、变形计算必须了解材料的力学性能；强度、变形计算必须了解材料的力学性能；了解材料的力学性能主要是分析了解材料的力学性能主要是分析 -曲线；曲线；问题问题1：如何得到：如何得到 -曲线？曲线？问题问题2：如何分析：如何分析 -曲线？曲线？75在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么5根据卸载定律，一般地一点线应变根据卸载定律，一般地一点线应变由两部由两部分组成：弹性应变分组成：弹性应变和塑性应变
44、和塑性应变 ；e e p p76在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么6 6 6 6三种材料拉伸应力应变曲线三种材料拉伸应力应变曲线三种材料拉伸应力应变曲线三种材料拉伸应力应变曲线（MPa）（%）100500.45b脆性材料脆性材料脆性材料脆性材料 聚合物聚合物聚合物聚合物 s s b b塑性金属材料塑性金属材料塑性金属材料塑性金属材料sb77在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么作业：作业：3-13,3-14 3-13,3-14，3-153-15联系实验：邹良浩
45、：联系实验：邹良浩：18971676339 139716360897 7温度、变形速率和加载方式不同时，材料的力温度、变形速率和加载方式不同时，材料的力学性能也不相同。学性能也不相同。78在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么一、失效的概念一、失效的概念断裂断裂-脆性材料脆性材料屈服屈服（塑性变形）（塑性变形）-塑性材料塑性材料强度失效强度失效刚度失效刚度失效失稳失效失稳失效疲劳失效疲劳失效3-5 轴向拉压杆的强度计算轴向拉压杆的强度计算79在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这
46、一点点算不了什么2.2.极限应力极限应力失效时的特征应力失效时的特征应力-极限应力极限应力 3.3.许用应力许用应力1.1.工作应力工作应力工作应力是否允许超越或接近极限应力？工作应力是否允许超越或接近极限应力？n安全系数（大于安全系数（大于1）二、轴向拉压的强度计算二、轴向拉压的强度计算构件工作时的应力构件工作时的应力4.4.拉压强度条件拉压强度条件80在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么三、三、安全系数安全系数安全系数的选取是为了使构件具有足够的安全储备。安全系数的选取是为了使构件具有足够的安全储备。选择安全系数的制约因素
47、：选择安全系数的制约因素：1.计算模型的近似性计算模型的近似性 比如二力杆：不计自重（近似），比如二力杆：不计自重（近似），两端光滑铰两端光滑铰 接（近似）接（近似）.81在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么以以3.材料的均匀性材料的均匀性2.计算方法的精确性计算方法的精确性为例为例.P PA AB BC CP P均匀：取小均匀：取小 不均匀：取大不均匀：取大s82在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么4.结构的重要性结构的重要性重要：取大重要：取大 不重要：取
48、小不重要：取小5.荷载的情况荷载的情况静荷载取小，动荷载取大。静荷载取小，动荷载取大。6.材料的情况材料的情况塑性材料取小，脆性材料取大。塑性材料取小，脆性材料取大。83在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么截面设计：截面设计：由强度条件由强度条件：强度校核：强度校核：确定载荷：确定载荷：四、与强度条件有关的三类计算四、与强度条件有关的三类计算根据已知条件的不同，可进行下列三类计算根据已知条件的不同，可进行下列三类计算：84在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么强
49、度破坏实例强度破坏实例实例实例1：高压容器螺栓断裂：高压容器螺栓断裂实例实例2：甘肃：甘肃500人拔河人拔河钢丝绳断裂，伤钢丝绳断裂，伤14人，人，4人重伤人重伤85在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例例1 已知一圆杆受拉力已知一圆杆受拉力F=25 k N，直径，直径 d=14mm，许用，许用应力应力 =170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。，试校核此杆是否满足强度要求。解：解：轴力：轴力：N=F=25kN应力：应力：强度校核：强度校核：结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。86在日
50、常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么例2已知：已知：A1=200 mm2,A2=150 mm2,=115 MPa求：许可荷载求：许可荷载F解：解：1.内力计算内力计算 解出解出 N1=0.732 F N2=0.518 F取节点取节点 C Fx=0,N2sin45N1sin30=0 Fy=0,N1cos30N2cos45F=0FCAB4530N2N1xy3045CF87在日常生活中，随处都可以看到浪费粮食的现象。也许你并未意识到自己在浪费，也许你认为浪费这一点点算不了什么2.计算计算 F N1=0.732 F N2=0.518 F8