轴向拉伸与压缩实际应用

A. 材料力学 轴向拉伸和压缩

B. 简述轴向拉压变形的受力特点和变形特点

轴向拉压变形的变形特点是在外力作用下，杆件沿轴线方向伸长或缩短。

轴向拉压变形的受力特点是直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等，方向相反。

杆件的几何特征是杆件的长度远远大于杆件的截面的宽度和厚度，梁、拱、桁架、刚架是杆件结构的典型形式。

杆件结构的基本受力形式，按其变形的特点分为五种：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转，在实际当中往往是几种受力形式的组合。

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杆件在土木、建筑、机械、船舶、水利等工程中应用很广。在杆系结构中，数根杆件的汇交联结处为结点，在每一个结点，各杆端之间不得有相对线位移。

结点分为铰结点和刚结点，在铰结点上，各杆件之间的夹角可以自由改变，铰结点不能传递力矩。在刚结点上，各杆件之间的夹角保持不变，刚结点能传递力矩。

对杆系结构，主要是研究它们在各种因素（如载荷、支座沉降、温度变化等）影响下的内力分布、变形和稳定性，为寻求既安全又有效又经济合理的结构形式和验算结构的强度、刚度、稳定性提供依据。

作为杆系结构分析基础的三个基本条件是：

（1）杆件材料的应力-应变关系，分为线性关系（服从胡克定律）和非线性关系。

（2）力系平衡条件，整个结构的力系，部分结构的力系，一个结点的力系，都应满足平衡条件。

（3）变形协调条件，即变形前为某一结点约束的各杆件在变形后仍为同一结点约束。

根据上述三个条件，可以推演出各种杆系结构的计算方法，用它们不仅能算出结构的杆件内力、支座反力，还能算出结构的变形。结构内部的应力过大，会导致结构失去承载能力；而结构的变形过大，或导致结构失去承载能力，或影响结构的正常使用。

C. 胡克定律是在轴向拉伸和压缩情况下建立的,计算实测应力时为什么仍可适用

首先，胡克定律是建立在理想模型下对杆件进行拉压分析，而实际中，肯定不如理想的条件，但是，即使存在一定扭转和弯曲的情况下，运用胡克定律还是满足的，因为，影响杆件的主要因素如果是拉应力或者压应力，其他因素虽有影响，但影响不大，或者不是我们研究的重点，则可以忽略。所以实际肯定是建立在理想模型下进行计算的

D. 力学 轴向拉（压）杆的强度条件能解决哪三类问题

在不同的工程实际情况下，根据轴向拉伸（压）杆的强度条件能解决强度校核，截面尺寸，允许载荷这三个类的问题，详细方法如下：

1、解决强度校核问题：设已知杆件的截面尺寸、承受的载荷和许用应力，可以验证杆件是否安全，这称为杆件的强度校核。

2、选择截面尺寸问题：设已知杆件承受的载荷和所选用的材料，要求按照强度条件确定截面的尺寸或面积，则可以选用公式为：A>=(Fnmax)/[σ]。

3、解决确定允许载荷问题：设已知杆件的截面尺寸和所选用的材料，要求按照强度条件确定杆件所能运行的最大轴力，并根据内力和载荷的关系，计算杆件所允许的最大荷载，则可以选用公式为：Fnmax<=A[σ]。

轴向拉（压）杆的应力会随着外力的增加而增长，对于某一种材料，应力的增长是有限度的，超过这一限度，材料就要破坏。对某种材料来说，应力可能达到的这个限度称为该种材料的极限应力。极限应力值要通过材料的力学试验来测定。

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轴向拉伸与压缩：

1、受力特征 作用于等直杆两端的外力或其合力的作用线沿杆件的轴线，一对大小相等、矢向相反。

2、变形特征 受力后杆件沿其轴向方向均匀伸长(缩短)即杆件任意两横截面沿杆件轴向方向产生相对的平行移动。

3、拉压杆以轴向拉压为主要变形的杆件，称为拉压杆或轴向受力杆。作用线沿杆件轴向的载荷，称为轴向载荷。

E. 图形的拉伸与压缩与点的坐标变化之间有什么关系

提要：轴向拉压是构件的基本受力形式之一，要对其进行分析，首先需要计算内力，在本章介绍了计算内力的基本方法——截面法，然后画内力图。但是仅仅知道内力还不能判断材料是否会发生破坏，因此还必须了解内力在截面上的分布状况，即应力。由试验观察得到的现象作出平面假设，进而得出横截面上的正应力计算公式。根据有些构件受轴力作用后破坏形式是沿斜截面断裂，进一步讨论斜截面上的应力计算公式。

为了保证构件的安全工作，需要满足强度条件，根据强度条件可以进行强度校核，也可以选择截面尺寸或者计算容许荷载。

本章还研究了轴向拉压杆的变形计算，一个目的是分析拉压杆的刚度问题，另一个目的就是为解决超静定问题做准备，因为超静定结构必须借助于结构的变形协调关系所建立的补充方程，才能求出全部未知力。在超静定问题中还介绍了温度应力和装配应力的概念及计算。

不同的材料具有不同的力学性能，本章介绍了塑性材料和脆性材料的典型代表低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能。

2.1 轴向拉伸和压缩的概念

在实际工程中，承受轴向拉伸或压缩的构件是相当多的，例如起吊重物的钢索、桁架中的拉杆和压杆、悬索桥中的拉杆等，这类杆件共同的受力特点是：外力或外力合力的作用线与杆轴线重合；共同的变形特点是：杆件沿着杆轴方向伸长或缩短。这种变形形式就称为轴向拉伸或压缩，这类构件称为拉杆或压杆。本章只研究直杆的拉伸与压缩。可将这类杆件的形状和受力情况进行化简，得到如图2.1所示的受力与变形的示意图，图中的实线为受力前的形状，虚线则表示变形后的形状。

F. 轴向拉伸与压缩杆件的胡克定律公式如何写，说明什么问题

首先胡克定律建立理想模型杆件进行拉压析实际肯定理想条件即使存定扭转弯曲情况运用胡克定律满足。