第三节直杆轴向拉伸与压缩的强度计算
【课题名称】直杆轴向拉伸与压缩的强度计算
【教材版本】栾学钢主编。

机械基础（多学时）。

北京：高等教育出版社，2010
【教学目标与要求】
一、知识目标熟悉直杆轴向拉伸与压缩的强度计算。

二、能力目标培养分析直杆轴向拉伸与压缩问题的解决能力。

三、素质目标了解直杆轴向拉伸与压缩的变形与强度计算。

四、教学要求1、了解直杆轴向拉伸与压缩的变形的特点。

2、会对直杆轴向拉伸与压缩的变形作强度计算。

【教学重点】直杆轴向拉伸与压缩的变形作强度计算。

【难点分析】求许用应力和最大拉力。

【教学方法】教学方法：讲练法、讨论法。

【教学资源】1．机械基础网络课程．北京：高等教育出版社，2010 2．吴联兴主编．机械基础练习册．北京：高等教育出
版社，2010
【教学安排】1学时（45分钟）
教学步骤：讲授与演示交叉进行、讲授中穿插讨论、练习与设问。

【教学过程】
一、导入新课
复习上一节学习的内容，提出问题，找同学回答并播放视频。

接下来看几幅图片：
通过图片，我们能够看到那些现象，造成这种现象的原因大地是什么
呢？这就和我们这节课学习的内容息息相关了。

直杆受轴向拉伸与压
缩时产生的变形，将影响到材料的强度，哪怎麽确定材料的强度能否
满足使用要求呢？
二、 新课教学
（一）、极限应力 许用应力 安全因素
(1)极限应力
定义：使材料丧失正常工作能力时的应力称为极限应力。

塑性材料的极限应力是其屈服点应力 ，
脆性材料的极限应力是其强度极限应力 。

s σb σ
（2）许用应力
定义：构件在工作时所允许的最大应力称为许用应力，用[]σ表示。

公式：极限应力除以大于1的系数 S 得出许用应力，S 称为安全系数
:
式中特别提醒：对应于塑性材料的安全因素，一般取 S=1.2~2.5
对应于脆性材料的安全因素，一般取 S=2.0~3.5
（3）安全系数
（塑性材料 ） （脆性材料）
标准强度与许用应力的比值，是构件工作的安全储备。

确定安全系数
要兼顾经济与安全，一般考虑以下几个方面的因素：
1）载荷分析和计算的精确程度。

2）材料的不均匀性的估计的准确程度。

对于脆性材料， 是极限应力，因此许用应力为
b σ[]σs σ系数安全极限应力max = s σ对于塑性材料， 是极限应力，因此许用应力为： []
s s σσ=[]s
b σσ=
3）构件的加工工艺和工作条件的影响，以及构件的重要性。

安全系数取值过大，许用应力过低，造成材料浪费（图1）；安全系数取值过小，用料减少，但安全得不到保证（图2）。

图1 图2
二、拉（压）杆的强度条件
为了保证拉（压）杆的安全正常地工作，必须使杆内的最大工作应力不超过许用应力，即
式中，N F 为横截面上的轴力，以其绝对值代入式中；A 为横截
面的面积。

上式称为拉（压）杆的强度条件。

利用上式的强度条件， 可以解决以下三类问题。

1、强度校核 (判断构件是否破坏)
2)
3、许用载荷的确定 (构件最大承载能力的确定)
[]σσ≤=A F N max ][max σσ≤=A
F N ]
[σN F A ≥
根据力的平衡条件即可求出结构所能承受的最大载荷,称为许用载荷。

三、小结
轴向拉伸与压缩时的强度计算是保证杆件安全使用的前提。

但要先求出 安全系数和许用应力，并计算出危险截面的内力和截面积。

本节课我们所学习的知识点主要有：
1、极限应力
2、安全系数
3、许用应力
4、拉压杆的强度条件
5、拉压杆强度公式的运用
四、布置作业
上课之前所发的练习题和习题册相关练习。

]
[σA F N ≤
机械基础
课题：轴向拉伸与压缩时杆件的
强度计算。