杆件的基本变形及形式分析介绍

在各种不同形式的外力作用下，杆件的变形形式各不相同。但是复杂的变形可以分解为几种基本变形形式的组合。杆件的基本变形形式有下面四种。

1.轴向拉伸与轴向压缩变形

在一对大小相等、方向相反、作用线与杆件轴线重合的外力作用下，杆件的长度发生伸长或缩短。这种变形称为轴向拉伸或轴向压缩变形，如图1-19（a）、（b）所示。拉压杆件常常直接称为杆，有时对于在竖直方向承受压缩荷载的杆件也称为柱。起吊重物的钢索、桁架中的杆件等的变形都属于轴向拉伸或轴向压缩变形。

图1-19　杆件的基本变形

2.剪切变形

在一对大小相等、方向相反、作用线相距很近且垂直于杆件轴线的外力作用下，杆件的横截面沿外力作用方向发生错动，这种变形称为剪切变形，如图1-19（c）所示。机械及土木结构中常见的连接件（如铆钉、螺栓等）受力时常发生剪切变形。(www.xing528.com)

3.扭转变形

在一对大小相等、转向相反、位于垂直于杆轴线的两平面内的力矩作用下，杆件的任意两个横截面发生绕轴线的相对转动，这种变形称为扭转变形，如图1-19（d）所示。机械工程中传动轴等的变形即扭转变形。通常将以扭转为主要变形形式的杆件称为轴。

4.弯曲变形

在一对大小相等、转向相反、位于杆件纵向平面内的力偶作用下，杆件的轴线由直线变为曲线，这种变形称为弯曲变形，如图1-19（e）所示。通常将以弯曲为主要变形形式的杆件称为梁。

受弯杆件是工程中最常见的构件之一。吊车梁、火车轮轴等的变形都是弯曲变形。

在实际工程中，一些杆件可能同时具有多种基本变形形式，这种复杂的变形形式常见的有拉伸与弯曲的组合变形、弯曲与扭转的组合变形等。这种基本变形的组合称为组合变形。

对杆件组合变形的分析建立在杆件基本变形分析结论的基础上。