内容发布更新时间 : 2024/5/13 18:09:47星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

山东英才学院机械工程学院

第二篇 材料力学

教学目标：掌握截面法求解轴力；会画轴力图；掌握拉伸变形求解；掌握拉伸、压缩相关强度计算。

重点、难点：轴向拉伸、压缩件的强度计算。 学时分配：8学时。

一 构件的承载能力

承载能力：为了保证工程结构在载荷的作用下正常工作，要求每个构件应有足够的承受载荷的能力，简称为承载能力。

承载能力的大小主要有以下三个方面来衡量： 1. 足够的强度

强度：是指构件抵抗破坏的能力。构件能够承受载荷而不破坏，就认为满足了强度要求。 2. 足够的刚度

刚度：是指构件抵抗变形的能力。如果构件的变形被限制在允许的范围内，就认为满足刚度要求。 3.足够的稳定性

稳定性：是指构件保持其原有平衡形式（状态）的能力。

为了保证构件正常工作，必须具备以上足够的强度，足够的刚度和足够的稳定性等三个基本要求。 二 材料力学的任务

任务：研究构件在外力的作用下的变形，受力和破坏的规律，在保证构件安全，经济的前提下，为构件选用合理的材料，确定合理的横截面形状和尺寸。

材料力学也是一门理论和实验相结合并重的科学，应该密切注意理论和实践的结合，这是学好材料力学的基础。 三 杆件

1.杆件：是指纵向（长度方向）尺寸远大于横向（垂直于长度方向）尺寸的构件。 直杆：如果构件的轴线（各截面形心的连线）是直线，切各横截面积相等，这种杆件成为等截面直杆，简称为直杆。它是材料力学研究的基本对象。 2. 杆件变形的基本形式

（1）轴向拉伸或轴向压缩。杆件受沿轴线的拉力或压力的作用，杆件沿轴线伸长或缩短。

山东英才学院机械工程学院

（2）剪切。杆件受大小相等，指向相反且相距很近的两个垂直于杆件轴线方向外力的作用，杆件在二力间的横截面产生相对的滑动。

（3）扭转。 杆件受一对大小相等，转向相反，作用面与杆件轴线垂直的力偶作用，两力偶面之间各横截面将绕轴线产生相对的转动。

（4）弯曲。杆件受垂直于轴线的横向力作用，杆件轴线由直线变为曲线。

第四章 拉伸和压缩 §4-1 拉伸和压缩的概念

工程中有许多构件在工作的时候是受拉伸和压缩的，如图所示的吊车，在载荷G的作用下，AB杆和钢丝绳受到拉伸，而BC杆受到压缩。 还有螺栓连接，当拧紧螺母时，螺栓受到拉伸。

受拉伸或压缩的构件大多数是等截面直杆，统称为杆件。

受力特点：作用在杆端的两个外力（或外力的合力）大小相等，方向相反，力的作用线与杆件的轴线重合。

变形特点：杆件沿着轴线方向伸长或缩短。

§4-2 截面法、轴力与轴力图

一 内 力

内力：物体内某一部分与另一部分间相互作用的力称为内力。杆件受到外力的同时，其

山东英才学院机械工程学院

内部将产生相映的内力。内力是因外力而产生的，当外力解除时，内力 也随消失。

材料力学里研究的内力是指物体内部各部分之间的相互作用力；而静力学里的内力是指物体平衡时，各物体之间的相互作用力。 二 截面法

确定在外力的作用下，构件所产生内力的大小和方向，通常采用截面法，那么什么叫做截面法呢？

1. 截面法：取杆件的一部分为研究对象，利用静力平衡方程求内力的方法，称为截面法。

截面法解题步骤：

（1）截开。假想把杆件分成两部分。

（2）代替。取其中的一部分为研究对象，弃去另一部分，将弃去部分对研究对象的作用以截面上的内力或力偶来代替，画受力图。

（3）平衡。列出静力平衡方程，确定未知力的大小和方向。

2. 轴力：对于受拉或压的杆件，外力的作用线与杆件的轴线重合，所以内力合力的作用线与杆件轴线重合，这种内力称为轴力。

方向：轴力的指向离开截面，杆件受拉，规定轴力为正；

轴力指向截面，杆件受压，规定轴力为负；

为了计算方便，我门不管杆件是受拉还是受压，在画截面图时，一律按正的轴力画出，即轴向指向离开截面。

例4-1 如图所示一液压系统中液压缸的活塞杆,已知：F1=9.2KN,F2=3.8KN,F3=5.4KN.试求：截面1-1，和2-2的轴力。 解：