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汽车机械基础:轴向拉伸与压缩的变形特点

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在生产实践中,受到拉伸或压缩的杆件虽然外形各有差异,但构件都是直杆。凡以轴向伸长为主要变形特征的杆件,称为拉杆;以轴向压缩为主要变形特征的杆件,称为压杆。正应力σ表示为线应变ε为单位长度的伸长量。在一定的范围内,一点处的正应力同该点处的线应变成正比关系。上式称为胡克定律,适用于单向拉伸、压缩。

汽车机械基础:轴向拉伸与压缩的变形特点

1.变形现象

杆件受拉伸与压缩时,必定产生伸长或缩短的变形。

在生产实践中,受到拉伸或压缩的杆件虽然外形各有差异,但构件都是直杆。因此,在计算中都可简化为如图3.1所示的受力简图。

图3.1 拉压受力

2.受力特点

沿轴向作用一对等值、反向的拉力或压力

凡以轴向伸长为主要变形特征的杆件,称为拉杆;以轴向压缩为主要变形特征的杆件,称为压杆。

可见杆件的强度不仅与轴力有关,而且与截面尺寸有关。工程中,常用单位面积上的内力来比较和判断杆件的强度。内力是连续分布在截面上的,应力描述了内力在截面上的分布情况和密集程度,它才是判断杆件强度是否足够的依据。

3.变形特点

杆件沿轴向伸长或缩短,这种变形称为拉伸或压缩。

当拉(压)杆受到轴力作用后,杆中横截面上的任一点都将产生正应力σ,同时该点相应地产生纵向线应变ε。正应力σ表示为

线应变ε为单位长度的伸长量。正应力σ与线应变ε存在关系为

σ=E·ε(www.xing528.com)

其中,E——比例系数,称为弹性模量

在一定的范围内,一点处的正应力同该点处的线应变成正比关系。

式中E的量纲与正应力σ的量纲相同,E的常用单位为MPa或GPa。上式称为胡克定律,适用于单向拉伸、压缩。

拉杆伸长量可计算为

式中 FN——轴力;

L——杆长;

E——弹性模量;

A——杆件的横截面积。

上式的应用条件为:在杆长L范围内,FN,E,A分别为常量。该式是胡克定律的另一表达式。

受力实验如图3.2所示。

图3.2 受力实验

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