轴向拉伸与压缩杆件及实例轴向拉伸和压缩的杆件在生产实际中常常遇到，虽然杆件的外形各有差异，加载方式也不同，但一般对受轴向拉伸与压缩的杆件的形状和受力情况进行简化，计算简图如图 2-1。轴向拉伸是在轴向力作用下，杆件产生伸长变形，也简称拉伸；轴向压缩是在轴向力作用下，杆件产生缩短变形，也简称压缩。实例如图 2-2 所示用于连接的螺栓；如图 2-3 所示桁架中的拉杆；如图 2-4 所示汽车式起重机的支腿；如图2-5 所示巷道支护的立柱。通过上述实例得知轴向拉伸和压缩具有如下特点：1. 受力特点：作用于杆件两端的外力大小相等，方向相反，作用线与杆件轴线重合，即称轴向力。2. 变形特点：杆件变形是沿轴线方向的伸长或缩短。横截面上的内力和应力1．内力在图 2-6 所示受轴向拉力 P 的杆件上作任一横截面 m—m，取左段部分，并以内力的合力 代替右段对左段的作用力。由平衡条件 ，得 由于 （拉力），则 合力 的方向正确。因而当外力沿着杆件的轴线作用时，杆件截面上只有一个与轴线重合的内力重量，该内力（重量）称为轴力，一般用 N 表示。若取右段部分，同理 ，知 ,得图中 的方向也是正确的。材料力学中轴力的符号是由杆件的变形决定，而不是由平衡坐标方程决定。习惯上将轴力 N 的正负号规定为：拉伸时，轴力 N 为正；压缩时，轴力 N 为负。2．轴力图轴力图可用图线表示轴力沿轴线变化的情况。该图一般以杆轴线为横坐标表示截面位置，纵轴表示轴力大小。例 2-1 求如图 2-7 所示杆件的内力，并作轴力图。 解：（1）计算各段内力 AC 段：作截面 1—1，取左段部分（图 b）。由 得kN （拉力）CB 段：作截面 2—2，取左段部分（图 c），并假设 方向如图所示。由 得则: kN （压力） 的方向应与图中所示方向相反。 （2）绘轴力图 选截面位置为横坐标；相应截面上的轴力为纵坐标，根据适当比例，绘出图线。由图 2-7 可知 CB 段的轴力值最大，即 kN。注意两个问题：1）求内力时，外力不能沿作用线随意移动（如 P2沿轴线移动）。因为材料力学中讨论的对象是变形体，不是刚体，力的可传性原理的应用是有条件的。2）截面不能刚好截在外力作用点处（如通过 C 点），因为工程实际上并不存在几何意义上的点和线，而实际的力只可能作用于一定微小面积内。3．轴向拉（压）杆横截面上的应力1）由于只根据轴力并不能推断杆件是否有足够的强度，因此必须用横截面上的应力来度量杆件的受力程...
