杆件轴向拉伸与压缩_图文.ppt2建筑力学6.1轴向拉(压)杆横截面的内力及轴力图FF3建筑力学FF4建筑力学轴向拉伸：在轴向力作用下，杆件产生伸长变形，也简称拉伸。轴向压缩：在轴向力作用下，杆件产生缩短变形，也简称压缩。拉压受力特点：作用于杆件两端的外力大小相等，方向相反，拉压变形特点：杆件变形是沿轴向方向的伸长或缩短。作用线与杆件轴线重合，即称轴向力。FFFF拉压计算简图此类受轴向外力作用的等截面直杆称为拉杆或压杆。5建筑力学内力内力：构件内部所产生的力。外力：构件之外其他物体作用于构件上的力。内力—由于物体受外力作用而引起的其内部各质点间相互作用的力的改变量。因此可以说，内力是该构件内力系的合成。需要注意的是：(1)内力是连续分布的；(2)内力与外力组成平衡力系。杆件构件截面上内力变化随着外力的变化而改变。内力的正负号规则通常情况下我们认为，构件截面上的内力为拉力(拉力为正值)。通过计算得到内力值为正值时，说明内力为拉力；计算结果为负值，说明内力为压力。6截面法—求内力的一般方法建筑力学用截面法求内力可归纳为四个字：(1)截：求某一截面的内力，沿该截面将构件假想地截成两部分。(2)取：取其中任意部分为研究对象，而除去另一部分。(3)代：用作用于截面上的内代替除去部分对留下部分的作用力。(4)平：对留下的部分建立平衡方程，由利用力确定未知的内力。一般来说，在采用截面法之前不要使用力的可传性原理，以免引起错误。7建筑力学[例]如图，以A点为分界点将杆分为两部分，用截面法求这两部分内力。APPⅠⅡAPPPAFN截：解：代：平：内力FN沿轴线方向，所以称为轴力。8建筑力学轴力图若用平行于杆轴线的坐标表示横截面的位置，用垂直于杆轴线的坐标表示横截面上轴力的数值，所绘出的图线可以表明轴力与截面位置的关系，称为轴力图。FFFFFF96.2应力和应力集中的概念建筑力学截面上一点的应力应力：截面上的内力分布的集度。CDADF如下图，围绕C点取微小面积△A，△A上必存在分布内力，设它的合力为△F，则在△A面积上的内力△F的平均集度为：当△A趋于零时，Pm的极限值就是点C的应力，即:式中，p为点C的应力，△F为小面积△A上的合内力。10建筑力学stMp一点处的应力可以分解成两个应力分量：垂直于截面的分量称为正应力，引起长度变化，用符号σ表示；与截面相切的分量称为切应力，引起角度变化，用符号τ表示。如下图所示。应力的单位为帕斯卡(简称帕)，符号Pa。常用的单位有千帕(kPa)、兆帕(MPa)、或吉帕(GPa)。11拉(压)杆横截面上的正应力建筑力学推导思路：实验→变形规律→应力的分布规律→应力的计算公式FFa'c'b'd'acbd简单实验如下。用弹性材料做一截面杆(如下图)，在受拉力前，在截面的外表皮上画ab和cd两个截面，在外力F的作用下，两个截面ab和cd的周线分别平行移动到a`b`和c`d`。根据观察，周线仍为平面周线，并且截面仍与杆件轴线正交。根据上述现象，对杆件内部的变形作如下假设：变形之前横截面为平面，变形之后仍保持为平面，而且仍垂直于杆轴线，只是每个横截面沿杆轴作相对平移。这就是平面假设。12建筑力学推论：1、等直拉（压）杆受力时没有发生剪切变形，因而横截面上没有切应力。2、拉(压)杆受力后任意两个横截面之间纵向线段的伸长(缩短)变形是均匀的。亦即横截面上各点处的正应力都相等。设某横截面面积为A，截面轴力为F，则横截面上的正应力为：正应力的正负号与轴力一致，拉应力为正，压应力为负。13建筑力学拉(压)杆斜截面上的应力FFkkaFFNpakk左图为一杆件受轴向荷载F的作用。现用一平面假想沿该杆的斜截面k-k截开，它与垂直面的夹角为a。取左段为脱离体，可求出该截面的轴力FN，且FN=F。则斜截面上的应力Pa为式中，Aa为斜截面面积。设横截面面积为A，则有：可得：14apasata建筑力学应力可分解为斜截面上的正应力和平行于截面的切应力(如下图)，它们分别为：（1）（2）（横截面）（纵截面）讨论：15建筑力学应力集中的概念在实际工程中，由于结构和工艺上的要求，构件的截面尺寸可能有突然的变化，这时，应力在截面上的分布就不均匀了，在截面突然变化处，局部应力远大于平均应力，...
