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轴向拉、压杆的内力及应力计算

解:(1)计算各段的轴力
AB段:用1-1截面在AB段内将杆截开,取左段为研究对象,以N1表示截面上的轴力,并假设为拉力。写出平
衡方程: ∑X=0,N1+P1=0
得 N1=-P1=-20KN 负号表示AB段轴力N1实际为压力。
BC段:同理写出平衡方程: ∑X=0,N2+P1-P2=0
得 N2=-P1+P2=-20+30=10KN 正号表示BC段轴力N2实际为拉力。
面垂直的应力为正应力,与截面相切的应力为剪应力。轴向拉伸、压缩时,杆件
截面上各点处产生正应力,且大小相等。若应力用σ表示,横截面积为A,轴力
为N,则
N
A
正应力的正负号规定:拉应力为正,压应力为负。
课题七 轴向拉、压杆的内力及应力计算
例:如图7-2a悬臂梁,已知P1=20KN,P2=30KN,P3=10KN,试画出杆的轴力图。
课题七 轴向拉、压杆的内力及应力计算
三、轴力图
表明沿杆长各横截面轴力变化规律的图形称为轴力图。用平行于杆轴线的坐 标表示横截面的位置,用垂直于杆轴线的坐标表示横截面上的轴力,按选定的比 例尺把正轴力画在轴的上方,负轴力画在轴的下方,并连成直线,就得到轴力 图。
四、轴向拉、压杆横截面上的应力
单位面积课题七 轴向拉、压杆的内力及应力计算
一、轴向拉伸和压缩
受力特点:直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等,方向相反的力。 变形特点:在外力作用下产生轴线方向的伸长或缩短。 当作用力背离杆端时,作用力是拉力,杆件产生伸长变形,叫做轴向拉伸。 见图7-1a 当作用力指向杆端时,作用力是压力,杆件产生压缩变形,叫做轴向压缩。 见图7-1b
图 7-1
课题七 轴向拉、压杆的内力及应力计算
二、轴向拉、压杆的内力——轴力
1、用截面法求轴力 截面法是计算各种内力的基础方法,其步骤如下: a、切开:在需求内力的截面处假设将杆件切成两部分。 b、代替:取一部分为研究对象,并用内力代替弃去部分对研究部分的作用。 c、平衡:对研究部分建立平衡方程求解内力。 轴力的正负号规定:当杆件受拉而伸长时,轴力为拉力,其方向背离截面, 取正号;当杆件受压而缩短时,轴力为压力,其方向指向截面,取负号。
CD段:同理可得:
N3=-P1+P2-P3=-20+30-10=0KN CD段轴力N3为零。
(2)画轴力图
图7-2
以平行于杆轴的X轴为横坐标,垂直于杆轴的N轴为纵坐标,按一定比例将各段轴力标在坐标上,可作出轴力
图。
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