材料力学基本知识

第６章轴向拉伸或压缩学习目标通过本章的学习，熟悉轴向拉伸或压缩的概念应力集中的概念掌握材料拉伸压缩时的力学性能；能绘制拉压杆的轴力和轴力图进行轴向拉压杆变形及强度计算。工程实际中，承受轴向拉伸或压缩的构件相当多。例如，图６１（ａ）所示的连接螺钉，当拧紧螺帽时，被拧紧的工件对螺钉有反作用力，其合力将通过螺钉横截面的形心并且沿螺钉轴线的方向使螺钉受拉。图６１（ｂ）所示的内燃机连杆，在燃气爆发冲程中受压。这类杆件的受力特点是：外力合力的作用线与杆的轴线相重合。其变形特点是：杆件产生沿杆轴线的伸长或缩短。本章只研究直杆的拉伸与压缩，因此可将这类杆件的形状和受力情况进行简化，得到如图６１（ｃ）所示的受力简图。图中的粗线为受力前的形状，细线则表示变形后的形状。６若１炊拉压脏杆的倚轴力促和轴鉴力图６悄匠１欢凉１意轴摘力拉压沾杆件殃截面蛾上分犬布内打力系忙的合生力，稀其作娇用线隆与杆左件轴栏线重酸合，剥称为肚轴力艰，如镜图６蚊２踪蝶和图盾６碗３所浪示。６霸２俘拉压惭杆横颠截面旦及斜冈截面落上的像应力撤６泰２炎１进横截母面上倍的应钳力仅话知道晕杆件训横截岩面上提的轴材力并标不能漠解决哈杆件丸的强结度问队题。塑例如碧，两别根材因料相牛同而替横截历面,面患积庸不经同渐的扛直寨杆艘，网受忘到深同范样评大攻小丽的麻轴彩向贿拉伞力墓的单作霜用浅，渣两手杆洒横瞧截计面金上夸的赠轴张力妙也军相穴同柔。苍当四轴材向琴拉气力毫逐妥渐生增械大随时看，耻横理截负面达面争积垦小洗的醉直狮杆劲，滔必郊定贡先百被毁拉格断飞。忍这按说区明宁杆辽件绢强胆度资不依仅浅与艇轴调力悠大抽小此有应关仍，泻而货且违与蠢横喝截寇面揪面辰积较有帐关幸。基所也以皱必肉须帆用吧横葱截听面猛上胀的战应才力扇来复度景量吓杆唯件汽的雄强螺度骑。动在名拉盘（怨压欣）叉杆须横营截私面碎上亭，姑与羊轴樱力呼犖揪相展对音应竖的恼只腥能诵是浪正慢应侧力σ，要扩确定延该应绘力的粪大小偷，必堪须了蛾解σ在横焰截面膊上的竿分布赏规律汉。由补于内她力与真变形话之间恼存在俭一定撤的关纷系，产因此轰可通各过试溜验的香方法所观察鸟其变除形规贡律，乏从而诞确定木正应刘力σ的分体布规掘律。吊若杆拌的横茎截面做面积妄为犃盈，则滔微面傅积ｄ尚犃上言的法裳向内咬力元冶素σｄ斧犃房诚组闯成忌一双垂初直施于腐横述截横面泪的咱平讨行岗力腥系也，帅其全合您力任为穿犖遗。浙于野是俊由毕静自力忍关谊系见得这就效是拉影杆横堪截面困上正波应力胞的计张算公敢式。梳式中σ为粒横潮截脂面步上守的额正四应愉力炎，怒犖证为盗横暑截腊面本上垒的厌轴腿力羡，高犃忽为玻横惩截借面橡面湿积召。舌公侦式利（呜６李石１拉）卫也脖同忧样组适窝用直于便轴内向面压氧缩别的福情灾况瞒。话当太犖爸为它拉软力蛙时索，σ为庄拉享应廊力务，续规蹦定怠为绝正不；挨当厦犖涨为叠压庆力铸时偏，σ为释压兄应拾力桑，尤规省定春为们负著。恒应浇该央指丙出师，棋在苏载假荷扛作罗用浩点锯附针近拒的卖截借面堪上伪，踏正席应箭力垄均腔匀本分眠布扯的炼结末论爽有笋时仰是省不配成叫立痛的暮。踏在布实鄙际扒构搞件披中阳，炕荷是载铃以捏不鉴同半的劝加住载驱方虹式胡施领加寻于野构弓件盼。管不秃同会的云加盾载羽方米式识对爷截受面限上害的械应快力腹分董布座是回有刷影紧响翼的凉。浪但黎是疲，国试搏验镰研列究典表准明技，谱杆晕端缩慧加剩载萌方阻式菠的买不沉同环，炎只怎对难杆券端匪附叉近校截娱面白上介的弟应房诚力咽分没布晒有弄影贫响帆，斩其论影伤响稍长渔度折不符超令过奇杆田的仗横枝向柄尺坊寸纸。这豪一酬论艇断希，盯称特为碗圣拥维赶南相原索理历。砍根挠据样这周一静原杯理稻，体在假拉凳压牵杆侄中罚，洽离湾外泄力速作木用涉点溪稍筛远腊的桶横屿截俯面虾上,应拿力触分瘦布略便液是杂均梅匀落的背。６拐睁２内菌２监斜竟截甘面告上脆的山应章力前揉面甩只徐讨考论宇了赢拉丘（姐压钓）间杆阿横史截肿面掀上泳的巩应娇力破，悟但赖对杀不调同围材螺料死的伙试淡验臣表龄明糠，糟拉怎（顶压胡）稼杆描破爽坏饭并蝇不引都拘沿欧横云截番面趋发兰生伏，啊有迁时罢沿寻斜钢截写面拴发股生训。登为准了缴全不面县研蝴究架杆依的证强税度绪，裹有得必脱要屈进弃一被步蚊讨客论循斜拳截隶面抗上水的上应吐力器。妥设喇一待等肺直跟杆去受摆到粪轴末向宏拉煌力策犘败的雁作烤用洪，暴其刺横芽截错面限的羊面摧积储为很犃满，班要歪求艰任视意增斜夫截饥面缴犿怀－耻犿殖上驾的锦应赖力碑。数设咏该燥斜趋截惑面决的止外籍法遥线近狅梦狀敬与伴狓屋轴叹的辞夹堆角罩为α［抱图鄙６福昂９优（揉ａ腊）匙］晋，肝采辨用给截扒面言法阶可宗求钱得治犿盗－居犿泄截穴面捐上峰的乔内毫力峰为负犖鹊犪乱＝族犘扮［星图屋６剪粮９帅（弯ｂ叙）绑］捏。妄仿粥照度证书明垫横践截巨面杏上脸应祖力盗均屠匀弓分俭布抗的张方张法红，陕也朵可酒得谣出择斜洪截绸面失上亮应洗力改均丧匀乎分辟布次的缓结芽论体。尺若语以患犃α表奖示辆斜颠截岭面明的孤面苗积职，巷狆α表变示构其庄上胖的球应惨力库，胆则６疤３大材料裳拉伸歌、压队缩时敬的力汤学性林能６胶３雾１沫材料局拉伸娃时的况力学趣性能１闲．石低社碳修钢印拉六伸都时局的词力牧学亿性驾能静低棋碳日钢梨的乡丰狑会Ｃ素≤棚０巩．鹿２购５颂％匹，洲是致建荐筑叹工暖程狸中抢应乳用垮最扩广劳泛但的敬一肆种络主难要墓金荣属辫材获料自。缎低页碳纤钢肃在等拉蛋伸臣试厘验纷中神所距表被现览出绑的相力芒学攻性届能康比雅较凶全盼面宽和黑典相型坚，青所万以民下伴面灶首依先氏讨酬论培低砍碳邮钢扇的双拉睡伸仗试愿验再。恐（音１破）纺荷初载写孩变羞形互曲我线硬。刑将彼标哑准放试僻件逝夹挣在耳万尚能氏试身验茎机俱上恩，睛缓翻慢蜂加昼载岩，献直常至耳拉厕断叼。弟在概试管件王拉满伸绑的倚全钉过圾程作中梁，纯自燥动隔绘辅图钟仪参将躺每捕一田瞬现间宅的薄拉跃力届犉召和屑试匆件谈的备绝四对翻伸牛长Δ犾记世录下甚来。缠以拉厦力犉隐为纵典坐标秘，以Δ犾为掠横坐早标，机将犉愁与Δ犾的宇关系缓按一局定比著例绘攀制成超曲线睡，称汇该曲钟线为巨荷载恼变均形曲茫线（冻犉Δ犾回曲咐线义）歇，些如腥图贷６仆叫１权０主所描示递。荷龄载笼钱变萝形纳曲瘦线尾反因映絮了皂试纲件谜在持拉哪伸焰的羞全树过尘程园中粉，肿拉盏力追与骑绝龟对臣伸篇长屋量过的柏关另系识。扁但岩它浙还衣不呀能枯说码明遮材文料值的谱力员学赌性拌能招，乌因涌为驴荷批载愚当变威形只曲妨线坝受裙试居件决直薪径惭、叉长饰度次的之影找响归，曾同涂种郑材与料景不驳同较粗趋细徒和乱不踩同缩慧长幅短誓的腹试傲件足，扰所丢得叫的应荷顷载艘郑变冈形自曲箭线际将晒有孩量可的暂差边别听。均为与了墙消违除占试湖件酬尺现寸掩的镇影简响贵，迫将办图蒜中欢纵因坐糊标蓄拉权力景犉钟除基以亏试慰件席的顷原启始创截布面汗积合犃曾，架得梅应催力σ＝卖犉捕／浩犃暮；斧将爸拉留伸隐图层中雹的肢横堆坐朵标蝴伸傻长静量Δ犾匀除曾以池试异件耍标甘距杰犾珍，萌得腿线授应席变ε＝Δ犾／遵犾。砍这样映绘成晨的曲远线称命为应小力益应变浮曲线点（σε曲线促），割如图文６搏１１滑所示年。（抄２乒）兔变退形御发脂展泊的基４拜个讯阶喷段粪。邀由黄低班碳箩钢威的宇犉他Δ犾形曲刊线职和σε曲给线准可捏以条看旨出板，舅整趣个兼变铲形弟发芦展蕉过句程准可个分蒜为乎４竖个荐阶解段遭，局且缓每城个多阶滔段喉都烘各坡有量其洽特仔点喘。袭第贞一眯阶怒段—帝—暖—弹帽性避阶假段闸。古这顾一念阶校段弟的响特财点质为鞠线驼性甩和悠弹品性敏。醋由砍图脂６歼头１棋１肯可摧见坏，氏犗刃犃识段滔的喜应夫力杰萍应者变真曲识线漠是刘一痛条始直筛线轨，践表条明浑这括一优阶校段早的在应怪力诸和练应蚕变罩成漫正匀比乒，贫即σ＝注犈ε（避６养接３卵）这正白是胡欠克定樱律的开证明盯。犃浮点对傻应的筹纵坐祝标σ狆叫倾做规铅定非宵比例冒伸长旷应力刺。当σ＞σ狆登时赏，岔应歉力强和筋应捕变槽之捡间哗的幼线是性达关刺系否将谷不设存晴在怖，弄低玻碳交钢σ狆＝梢２０剧０Ｍ锅Ｐａ芽。另陷外，真在犃在犅′之核间兔的万犃励点蹲临绍近邮处董还价有谈一狗特冠殊滑点忌，猴其配纵茧坐幸标专所鞭代乖表杏的扭应批力σｅ誓，框叫具做冤材黎料佣的渣弹波性嚼极肥限容。穿若广应架力惨不逮超庆过签此舟极盯限姨，断当浴卸离去崖荷葵载姿时隙，怀则治变柏形汪将幼全椒部燃消臂失截，吃此亲范链围帆内员材桥料使的散变拉形五完腔全辰是竭弹踪蝶性写变安形箩。步而旬超管过铲此踩极产限粘时霜材圾料样有膊塑往性妹变芦形哲。绪对裤于屯低垂碳呼钢瓜，劲弹优性判极楚限肥和弹规梦定租非旺比南例肾伸册长安应神力毯十未分妈接宅近雨。第二按阶段——该—屈凶服疫阶修段乔。蒙这铃一役段款为算大给致番水仍平乱的秘锯羞齿照形桶线合段古（沉见封图运６太诸１直１职中烤犅′犅送段着）喇。级荷稀载戒基门本仆上栗不惹增腊加敢，饭在羞小鉴幅泼度油内幅波甲动摧，蛮而嫩变每形驶却崖急僻剧凳增互加渴，沾这苗种火现待象擦叫搬做为屈场服甲，止它捞说请明出材律料凤暂糟时档失耕去隙了黎抵怖抗堪变伏形茄的余能圾力框。炭锯牧齿香形隔曲伴线燃的驰最并高某、揪最乱低完点确的焦纵没坐其标揪所贸表吩示敏的政应弄力挡分过别卷叫外做丙上弦、离下名屈您服来点禁。饮上载屈屠服索点州不忍如捷下谨屈拆服恩点抛值若稳饭定允，光所芒以项称肿下街屈女服浅点劣为应屈赚服购点挪，舟用撇符葵号σｓ苗表示立。低赌碳钢幸的σｓ≈年２４贷０Ｍ欺Ｐａ愈。材逐料屈范服时押，若饼试件段表面羞磨光搬，则散可见颜到一贼些与边试件疼轴线妖约成π／训４酒角员的蛾条牵纹率（龙图燥６罩付１舅２艺）夏，准称氏为残滑吩移水线柿。集这星是袍材显料跪的符晶竞粒尸间楼相刺互叙滑剑移管后愁留驼下冈的农痕嗓迹约，集它拣是唉由妄塑纲性抢变红形赖造置成繁的饲。爪第劫三薄阶术段——蜻—强化外阶段乌。经兰过屈难服阶鸽段后久，材谢料的帅内部丈结构抖重新费得到堡了调绵整，妹抵抗臭变形驻的能扬力又化有所离恢复端，表割现为立应力散应膀变曲财线自脸犅点贸开始代又继筐续上猎升，竭直到腥最高宵点犆齐为止渴，这桥一现光象称文为强躁化，质这一菜阶段命称为庆强化洋阶段往。第饰四阶蜜段——偶—颈缩赞阶段喷。随娇着试方件不龙断伸切长，倚其各耗截面批直径竞不断懂缩小甜，到猎达犆和点以然后，诉试件击中厦某励一膛薄炎弱名截锣面腿显漂著型收青缩浓成润颈谊，豪这怖一足现累象方称化为椅颈歉缩椅现摄象按如迈图陆６练雅１繁３纯所霜示某。躺出爸现私颈帆缩奇前演，疏整司个慢工据作鞭长贵度瞧内酸的弹应巾变息是刊均滩匀梨分旱布捎的朽；万而贫开疤始返颈督缩荣后兰，蕉变协形其就们只菌在快颈绢部彻进溪行提，驰使鲜颈遍部吧急辈剧质变咸细抛而扁伸孟长爷，舞同炉时删荷运载京急秃剧岗下绿降禽，娘并赞迅涨速愉达竟到禁犇岁点塑，克试览件取突鸣然价断灰裂狮。２．特其着他几争种材都料拉苏伸时等的力对学性萄能其竞他金饿属材搭料拉公伸时酱的力决学性槽能与环低碳欧钢的σε曲辰线深中以的事４悟个热阶牛段衰基金本迅相和似奏，猎但拆不忽完壤全堂相砍同请。旺图唇６伏脚１蛙５贱给迅出薄了告几从种耀常克用催的太塑暗性枕材仅料粮在免拉报伸愚时撤的σε曲线欣，这棍些曲卧线与充低碳疮钢的σε曲线锄相比何较有幻玉以下击区别两：有柜些材希料例纪如铝醋合金帐没有阀屈服虽阶段皮，而棕其他课三个再阶段顺都很床明显俊；另蛇外一窜些材炭料如彩锰钢旨，仅纲有弹消性阶柿段和跳强化伙阶段长，而浅没有驴屈服精阶段户和颈驾缩阶铜段。劫但这好些塑弹性材若料都偷有一最个共室同的忆特点等，即些断后秤伸长宫率δ均较得大，统而且墙都没纪有明爸显的勤屈服浊阶段喷。对宫于没嘱有明驱显屈堤服阶蓬段的掠塑性衰材料剑，国钉家相乱关标搁准规赶定，摸取塑奋性应售变为悄０．证２％担时所鸦对应谎的应则力值钥作为痕条件县屈服怀极限和（屈城服点义），亚以σ０．池２表黑示。图恶６岔嘱１待６迎给系出轰了蝇一递种盲典笋型烘的颂脆谈性秘材倘料唤铸急铁挥的σε曲线韵，与押低碳仙钢的σε曲线愚比较脸，它牛具有常以下亏的特宗点：奶断后圆伸长缠率δ很粘小饼（δ＜２鼠％～饮５％尽），寸看不版到低钞碳钢西变形酬的４打个阶耕段，骡而且警几乎慢从一格开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