第5章杆件轴向拉伸与压缩

金华职业技术学院教案课题:第5章杆件轴向拉伸与压缩一、教学目的：学习杆件拉伸、压缩的概念以及内力分析，并且能够计算其强度。二、教学重点：杆件内力的确定一级应力和应变的确定。三、教学难点：杆件内力的确定一级应力和应变的确定。四、教学时数：4学时，其中实践性教学4学时。五、习题：六、教学后记：教学内容：金华职业技术学院教案5．1轴向拉伸（压缩）的概念和内力分析轴向拉伸与压缩的特点：杆件上外力合力的作用线与杆件轴线重合，变形是沿着轴线方向的伸长或缩短。5．1．1内力①物体不受外力，但是为了保持形状，物体晶格之间相互作用的结合力，称为固有内力；②物体在外力作用下，为了抵抗变形，保持原状，物体内部会产生一个“附加内力”，这个就是我们本章要学习的“内力”。这个内力会随着外力的增加而逐渐增加，达到物体的极限时就会使物体破损。5．1．2轴力我们回头来看杆件轴。为了求出拉伸或压缩时的内力，以截面m-n将杆件分成两部分，如图所示，根据静力学理论，可以求出杆件的内力。00XNP容易求得：NP。我们将轴向拉伸或者压缩时候，直杆截面上的内力称为轴力，习惯上，把拉伸时引起的轴力规定为正，压缩时引起的轴力规定为负。5．3．1轴力图轴力图，就是用平行与杆件轴线坐标表示横截面的位置，并且用垂直与杆件轴线的坐标表示横截面上轴力的数值，从而绘制出表示轴力沿着杆件变化规金华职业技术学院教案律的图线。①图为一个变截面圆钢ABCD。已知：P1=20KN，P2=35KN，P3=35KN。求：各截面上的轴力，并作AD杆的轴力图。解：用截面法分别在各段截面上将杆件截断，保留右边部分，截面处加上正向的轴向力N1、N2、N3。由轴向静力平衡条件，分别求得：N1=P1=20KNN2=P1-P3=-15KNN3=P1-P2-P3=-50KN其中“—”号的轴向力表示压力。金华职业技术学院教案5．2杆件轴向拉伸与压缩时的变形以及虎克定律5．2．1虎克定律在外力作用下，杆子的伸长量和那些因素有关系呢？为了解决这个疑问，科学家做了大量的实验，终于解决了这个问题，得出下面这个结论，也就是我们今天要学习的重点——虎克定律：EANll其中，N表示杆件横截面的内力；l为杆件长度；A为横截面面积；E为杆件的弹性模量，和杆件材料相关；单位统一。表明，变形量和内力以及杆件长短成正比，和弹性模量以及杆件粗细程度成反比。例题5－2；5．2．2应变采用单位长度的变形量来评估衡量杆件的变形程度。lllll1其中l1为变形后杆件长度，l为变形前长度，ε为一个没有纲量的量。金华职业技术学院教案5．3轴向拉伸（压缩）时的应力分析EAlEAN，令AN，把它称为正应力，应力就是单位面积上的内力。即是：E上式表示，当应力不超过比例极限时，应力与应变成正比。例题5－3。