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Chap2 拉伸、压缩与剪切

轴力、应力以拉伸为正,压缩为负

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Note

  1. 弹性阶段(弹性变形) 满足胡克定律\(\(\sigma = E \varepsilon\)\) 比例极限:\(\sigma_P\) 弹性极限:\(\sigma_e\)
  2. 屈服阶段(塑性变形) 屈服/流动:应力基本保持不变,应变显著增加下屈服极限/屈服极限/屈服强度:\(\sigma_s\)
  3. 强化阶段(弹性变形 + 塑性变形)强度极限 / 抗拉强度:\(\sigma_b\)
  4. 局部变形阶段 缩颈现象:在某局部范围内,横向尺寸急剧缩小
  5. 卸载定律及冷作硬化

伸长率:\(\delta=\frac{l_1-l}{l}\times 100\%\)

断面收缩率:\(\psi=\frac{A-A_1}{A} \times 100\%\)

塑性材料:\(\delta > 5\%\),如低碳钢

脆性材料:\(\delta < 5\%\),如铸铁

脆性材料断裂时的应力是强度极限 \(\sigma_b\),苏醒才来哦到达屈服时的应力是屈服极限 \(\sigma_s\),两者是构件失效时的极限应力

失效、安全因数和强度计算

失效:断裂和出现塑性变形

Note

对塑性材料 \(\([\sigma] = \frac{\sigma_s}{n_s}\)\) 对脆性材料 \(\([\sigma]= \frac{\sigma_b}{n_b}\)\) 其中,\(n_s\)\(n_b\)称为安全因数

在工作中

\[\sigma=\frac{F_N}{A}\le [\sigma]\]

Note

强度校核:\(\sigma=\frac{4F_N}{\pi d^2}\le [\sigma]\) 设计圆截面直径:\(d\ge \sqrt{\frac{4 F_N}{\pi [\sigma]}}\) 许可载荷:\(F_N\le \frac{[\sigma ]\pi d^2}{4}\)

轴向拉伸或压缩时的变形

\[\Delta l=\frac{F_N l}{EA}=\frac{Fl}{EA}\]

EA:抗拉(抗压)强度

\[\mu=\frac{\epsilon^`}{\epsilon}\]

\(\mu\):横向变形因数、泊松比

轴向拉伸或压缩的应变能

\[V_{\epsilon}=W=\frac{1}{2}F\Delta l=\frac{F^2l}{2EA}\]

拉伸、压缩超静定问题

综合静力方程、变形协调方程(几何方程、物理方程

温度应力和装配应力

静定结构由于可以自由变形,当温度均匀变化时,不会引起构件的内力;但在超静定结构中,因变形受到部分或全部约束,温度变化时,往往会引起内力

应力集中的概念

\[K=\frac{\sigma_{\max}}{\sigma}\]

K:理论应力集中系数

剪切和挤压的实用计算

剪切:\(\tau=\frac{F_s}{A}\le [\tau]\)

挤压:\(\sigma_{bs}=\frac{F}{A_{bs}}\le [\sigma_{bs}]\)

剪切面平行于剪力

挤压面垂直于剪力

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