材料力学轴向拉压

材料力学轴向拉压知识总结，包括轴向拉压概念，内力、应力、变形、应变能、拉压实验的相关内容。

轴向拉压

• 1. 轴向拉压概念
  • 1.1. 拉压杆
    • 1.1.1. 除连接部分都是等直杆
    • 1.1.2. 作用于杆上的外力的合力的作用线与杆的轴线重合
  • 1.2. 拉压变形
    • 1.2.1. 纵向伸长或缩短
• 2. 内力
  • I. 产生条件
    • I.1. 外力作用
    • I.2. 变形的物体
  • II. 求解方法
    • II.1. 截面法
      • II.1.1. 截开
      • II.1.2. 代替
      • II.1.3. 平衡
  • III. 轴力
    • III.1. 作用线与杆的轴线重合的内力称为轴力
    • III.2. 引起纵向伸长变形的轴力为正(拉力)
    • III.3. 引起纵向缩短变形的轴力为负(压力)
    • III.4. 表示轴力和横截面位置关系的图线称为轴力图
• 3. 应力
  • 3.1. 概念
    • 3.1.1. 杆件截面上内力的分布集度
  • 3.2. 分类
    • 3.2.1. 正应力
      • 3.2.1.1. 与截面垂直的法向分量
    • 3.2.2. 切应力
      • 3.2.2.1. 与截面相切的切向分量
  • 3.3. 单位
    • 3.3.1. Pa 1MPa=10^6Pa
  • 3.4. 正应力计算公式
    • 3.4.1. σ=Fn/A
  • 3.5. 拉压杆斜截面应力
    • 3.5.1. σcosα
• 4. 变形
  • A. 变形程度衡量指标
    • A.1. 纵向伸长ΔL=L1-L(绝对变形量)
    • A.2. 线应变ε=ΔL/L(相对变形量)
  • B. 变形量只与材料的性能有关
  • C. 胡克定律
    • C.1. 公式
      • C.1.1. ΔL=FnL/EA E为弹性模量，EA为拉伸刚度
    • C.2. 公式变形
      • C.2.1. ε=σ/E 应变和应力成正比
• 5. 应变能
  • 5.1. 概念
    • 5.1.1. 伴随着弹性变形的增减而改变的能量
  • 5.2. 公式
    • 5.2.1. Vε=F^2L/2EA
  • 5.3. 应变能密度
    • 5.3.1. vε=Vε/V=1/2σε
• 6. 拉压实验
  • 6.1. 低碳钢
    • 6.1.1. 工程上使用很广泛的塑性材料
    • 6.1.2. 拉伸阶段
      • 6.1.2.1. 弹性阶段
      • 6.1.2.2. 屈服阶段
      • 6.1.2.3. 强化阶段
      • 6.1.2.4. 颈缩阶段
    • 6.1.3. 压缩阶段
      • 6.1.3.1. 屈服阶段以前图像类似拉伸阶段，两者的屈服强度和弹性模量基本相同
    • 6.1.4. 四个极限
      • 6.1.4.1. 比例极限
        • 6.1.4.1.1. 应力和应变成正比
      • 6.1.4.2. 弹性极限
        • 6.1.4.2.1. 卸载后不发生塑性变形
      • 6.1.4.3. 屈服极限
        • 6.1.4.3.1. 不计初始瞬时效应时的最低应力
      • 6.1.4.4. 强度极限
        • 6.1.4.4.1. 强化阶段的最高点，名义应力的最大值
  • 6.2. 铸铁
    • 6.2.1. 拉伸阶段
      • 6.2.1.1. 没有屈服阶段，其他三个阶段很明显
    • 6.2.2. 压缩阶段
      • 6.2.2.1. 抗压不抗拉
      • 6.2.2.2. 沿与轴线成50-55度的倾角的斜截面发生破坏
    • 6.2.3. 典型的脆性材料
  • 6.3. 衡量材料塑性的指标
    • 6.3.1. 断后伸长率
    • 6.3.2. 断面收缩率
• 7. 强度
  • 7.1. 强度条件
    • 7.1.1. Fn,max/A<=[σ]
  • 7.2. 强度计算(σmax=Fnmax/A<=[σ])
    • 7.2.1. 强度校核
    • 7.2.2. 截面选择
    • 7.2.3. 许可荷载计算
• 8. 应力集中
  • 8.1. 由杆件截面骤然变化而引起的局部应力骤增现象