軸向拉伸與壓縮實際應用

A. 材料力學 軸向拉伸和壓縮

B. 簡述軸向拉壓變形的受力特點和變形特點

軸向拉壓變形的變形特點是在外力作用下，桿件沿軸線方向伸長或縮短。

軸向拉壓變形的受力特點是直桿的兩端沿桿軸線方向作用一對大小相等，方向相反。

桿件的幾何特徵是桿件的長度遠遠大於桿件的截面的寬度和厚度，梁、拱、桁架、剛架是桿件結構的典型形式。

桿件結構的基本受力形式，按其變形的特點分為五種：拉伸、壓縮、彎曲、剪切、扭轉，在實際當中往往是幾種受力形式的組合。

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桿件在土木、建築、機械、船舶、水利等工程中應用很廣。在桿系結構中，數根桿件的匯交聯結處為結點，在每一個結點，各桿端之間不得有相對線位移。

結點分為鉸結點和剛結點，在鉸結點上，各桿件之間的夾角可以自由改變，鉸結點不能傳遞力矩。在剛結點上，各桿件之間的夾角保持不變，剛結點能傳遞力矩。

對桿系結構，主要是研究它們在各種因素（如載荷、支座沉降、溫度變化等）影響下的內力分布、變形和穩定性，為尋求既安全又有效又經濟合理的結構形式和驗算結構的強度、剛度、穩定性提供依據。

作為桿系結構分析基礎的三個基本條件是：

（1）桿件材料的應力-應變關系，分為線性關系（服從胡克定律）和非線性關系。

（2）力系平衡條件，整個結構的力系，部分結構的力系，一個結點的力系，都應滿足平衡條件。

（3）變形協調條件，即變形前為某一結點約束的各桿件在變形後仍為同一結點約束。

根據上述三個條件，可以推演出各種桿系結構的計算方法，用它們不僅能算出結構的桿件內力、支座反力，還能算出結構的變形。結構內部的應力過大，會導致結構失去承載能力；而結構的變形過大，或導致結構失去承載能力，或影響結構的正常使用。

C. 胡克定律是在軸向拉伸和壓縮情況下建立的,計算實測應力時為什麼仍可適用

首先，胡克定律是建立在理想模型下對桿件進行拉壓分析，而實際中，肯定不如理想的條件，但是，即使存在一定扭轉和彎曲的情況下，運用胡克定律還是滿足的，因為，影響桿件的主要因素如果是拉應力或者壓應力，其他因素雖有影響，但影響不大，或者不是我們研究的重點，則可以忽略。所以實際肯定是建立在理想模型下進行計算的

D. 力學 軸向拉（壓）桿的強度條件能解決哪三類問題

在不同的工程實際情況下，根據軸向拉伸（壓）桿的強度條件能解決強度校核，截面尺寸，允許載荷這三個類的問題，詳細方法如下：

1、解決強度校核問題：設已知桿件的截面尺寸、承受的載荷和許用應力，可以驗證桿件是否安全，這稱為桿件的強度校核。

2、選擇截面尺寸問題：設已知桿件承受的載荷和所選用的材料，要求按照強度條件確定截面的尺寸或面積，則可以選用公式為：A>=(Fnmax)/[σ]。

3、解決確定允許載荷問題：設已知桿件的截面尺寸和所選用的材料，要求按照強度條件確定桿件所能運行的最大軸力，並根據內力和載荷的關系，計算桿件所允許的最大荷載，則可以選用公式為：Fnmax<=A[σ]。

軸向拉（壓）桿的應力會隨著外力的增加而增長，對於某一種材料，應力的增長是有限度的，超過這一限度，材料就要破壞。對某種材料來說，應力可能達到的這個限度稱為該種材料的極限應力。極限應力值要通過材料的力學試驗來測定。

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軸向拉伸與壓縮：

1、受力特徵 作用於等直桿兩端的外力或其合力的作用線沿桿件的軸線，一對大小相等、矢向相反。

2、變形特徵 受力後桿件沿其軸向方向均勻伸長(縮短)即桿件任意兩橫截面沿桿件軸向方向產生相對的平行移動。

3、拉壓桿以軸向拉壓為主要變形的桿件，稱為拉壓桿或軸向受力桿。作用線沿桿件軸向的載荷，稱為軸向載荷。

E. 圖形的拉伸與壓縮與點的坐標變化之間有什麼關系

提要：軸向拉壓是構件的基本受力形式之一，要對其進行分析，首先需要計算內力，在本章介紹了計算內力的基本方法——截面法，然後畫內力圖。但是僅僅知道內力還不能判斷材料是否會發生破壞，因此還必須了解內力在截面上的分布狀況，即應力。由試驗觀察得到的現象作出平面假設，進而得出橫截面上的正應力計算公式。根據有些構件受軸力作用後破壞形式是沿斜截面斷裂，進一步討論斜截面上的應力計算公式。

為了保證構件的安全工作，需要滿足強度條件，根據強度條件可以進行強度校核，也可以選擇截面尺寸或者計算容許荷載。

本章還研究了軸向拉壓桿的變形計算，一個目的是分析拉壓桿的剛度問題，另一個目的就是為解決超靜定問題做准備，因為超靜定結構必須藉助於結構的變形協調關系所建立的補充方程，才能求出全部未知力。在超靜定問題中還介紹了溫度應力和裝配應力的概念及計算。

不同的材料具有不同的力學性能，本章介紹了塑性材料和脆性材料的典型代表低碳鋼和鑄鐵在拉伸和壓縮時的力學性能。

2.1 軸向拉伸和壓縮的概念

在實際工程中，承受軸向拉伸或壓縮的構件是相當多的，例如起吊重物的鋼索、桁架中的拉桿和壓桿、懸索橋中的拉桿等，這類桿件共同的受力特點是：外力或外力合力的作用線與桿軸線重合；共同的變形特點是：桿件沿著桿軸方向伸長或縮短。這種變形形式就稱為軸向拉伸或壓縮，這類構件稱為拉桿或壓桿。本章只研究直桿的拉伸與壓縮。可將這類桿件的形狀和受力情況進行化簡，得到如圖2.1所示的受力與變形的示意圖，圖中的實線為受力前的形狀，虛線則表示變形後的形狀。

F. 軸向拉伸與壓縮桿件的胡克定律公式如何寫，說明什麼問題

首先胡克定律建立理想模型桿件進行拉壓析實際肯定理想條件即使存定扭轉彎曲情況運用胡克定律滿足。