4轴向拉伸和压缩杆件的内力分析.doc

教案首页授课日期: 2010 年10月12日授课班级: 10251-10252 课题课题 4轴向拉伸和压缩杆件的内力分析目的及要求 ; ; 。重点难点重点:截面法计算轴力; 轴力图的作法。难点:考虑重力时轴力图的绘制课型及学时课型:新授课学时: 2学时教学方法讲授法教学后记轴向拉伸和压缩的定义比较好理解,轴力的引入也比较容易,同学们对轴力图的作法掌握较好,兴趣也较高,但是要注意重力的影响,加强练****教学内容: 课题 4 轴向拉伸和压缩杆件的内力分析一、基本变形的概念 1. 轴向拉压的概念外力特点:外力的合力作用线与杆的轴线重合变形特点:杆的变形主要是轴向的伸缩,伴随着横向缩扩。轴向拉伸:杆的变形是轴向伸长,横向缩小。轴向压缩:杆的变形是轴向缩短,横向变粗。力学模型图: 轴向拉伸,对应的力称为拉力。轴向压缩,对应的力称为压力。 2. 剪切的概念受力特点:杆件受到垂直杆件方向的一组等值、反向、作用线相聚极近的平行力作用。变形特点:二力间的横截面产生相对错动。在构件连接处起连接作用的部件,称为连接件。例如螺栓、铆钉、键等。起着传递荷载的作用。 3. 扭转的概念受力特点:外力是一平衡力偶系,作用在垂直于杆轴线的平面内。变形特点:相邻横截面绕杆轴产生相对旋转变形。以扭转变形为主要变形的圆杆称为轴。机器中的传动轴、钢丝绞、水轮发电机的主轴。 4. 平面弯曲的概念 1 )弯曲的概念: 当杆件受到垂直与轴线的外力(横向力或力偶)作用时,杆的轴线由原来的直线变成了曲线。受力特点:外力垂直杆的轴线。弯曲变形特点:杆轴线由直线变成曲线。凡是以弯曲为主要变形的杆件通常称为梁。纵向对称面:对称轴 y 与梁的轴线构成的面。平面弯曲:若作用在梁的外力都位于纵向对称面内,且力的作用线垂直与梁的轴线,则梁变形后的轴线将是平面曲线,并仍位于纵向对称面内。 2 )梁的计算简图(1 )荷载的简化;( 2 )支座的简化; (3 )静定梁的基本形式单跨静定梁有 3 种基本形式,如图所示: ①悬臂梁; ②简支梁; ③外伸梁(a)悬臂梁(b)简支梁(c)外伸梁二、截面法截面法求内力的步骤可归纳为: (1) 截开:在欲求内力截面处,用一假想截面将构件一分为二。(2) 代替:弃去任一部分,并将弃去部分对保留部分的作用以相应内力代替( 即显示内力)。(3) 平衡:根据保留部分的平衡条件,确定截面内力值。三、轴力的计算轴向拉伸:当杆件两端受到背离杆件的轴向外力作用时,产生沿轴线方向的伸长变形。杆件称为拉杆,所受外力为拉力。轴向压缩:当杆件两端受到指向杆件的轴向外力作用时,产生沿轴线方向的缩短变形。这种变形称为杆件称为压杆,所受外力为压力。 2. 截面法: (1) 截开:假想用 m—m 截面将杆件分为 I、Ⅱ两部分,并取 I 为研究对象。(2) 代替:将Ⅱ部分对 I 部分的作用以截面上的分布内力代替。由于杆件平衡, 所取 I 部分也应保持平衡,故 m—m 截面上与轴向外力 F 平衡的内力的合力也是轴向力,这种内力称为轴力,记为 F N。(3) 平衡:根据共线力系的平衡条件: ΣF x=0F N?F =0 求得 F=F N 规定轴力符号为:轴力为拉力时, F N 取正值;反之,轴力为压力时, F N 取负值。即轴力“拉为正, 压