构件四种基本变形-受力特点

刚体：在力的作用下形状、大小保持不变的物体。

（理想的力学模型）变形固体：当分析强度、刚度和稳定性问题时，由于这些问题都与变形密切相关，因而即使是极其微小的变形也必须加以考虑的物体。

（理想的力学模型）弹性：变形固体加载时将产生变形，卸载后，具有恢复原形的性质。

弹性变形：卸载后消失的那一部分变形。

塑性变形：当外载超过某极限值时，卸载后消除一部分弹性变形外，还将存在一部分未消失的变形。

失效：工程结构和构件受力作用而丧失正常功能的现象。

构件衡量的标准主要有：具有足够的强度 、足够的刚度、足够的稳定性。

工程力学主要应用三种研究方法：理论分析、试验分析和计算机分析。

杆件在外力作用下的变形有四种基本变形：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

【公理一】二力平衡公理：刚体在两个力作用下保持平衡的必要和充分条件是:此两力大小相等、方向相反、作用在一条直线上。

（二力平衡只适用于刚体，不适用于变形体）【公理二】加减平衡力系公理：在作用于刚体的力系中，加上或去掉一个平衡力系，并不改变力系对刚体的作用效果。

有上述两个公理可以得出一个推论：作用在刚体上的里可沿其作用线移动到刚体内任一点，而不改变该力对刚体的作用效果。

这个推论称为力的可传性。

（力的可传性只适用于刚体而不适用于变形体） 【公理三】平行四边形公理【公理四】作用与反作用公理：两个物体间的作用力与反作用力总是同时存在，大小相等，方向相反，沿同一直线分别作用在两个物体上。

力矩：FdF Mo±=)( 使物体产生逆时针转动的力矩为正；反之为负。

力偶矩：力偶对物体的转动效应，取决于力偶中力和力偶臂的大小以及力偶的转向。

M （F,F ′）=±F ·d 或M=±F ·d 通常规定力偶逆时针旋转时，力偶矩为正，反之为负。

力偶的三要素：力偶矩的大小、力偶的转向、力偶作用面的方位。

力的平移定理：作用于物体上的力F ，可以平移到刚体的任一点O ，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原力F 对新作用点O 的；力矩。

《汽车机械基础》试题库模块一汽车机械基础简介项目一机械及其相关概念的识别复习要点：1、机器、机构、构件、零件的基本概念；2、区分构件和零件；3、汽车的结构。

一、填空题（每空1分）1、构件是机器的_______ 元体；零件是机器的 ________ 元体，分为_________ 件和 _________ 件2、一部完整的机器，就其功能而言，可分为__________ 、_______ 、 _______ 和。

3、运动构件分为______ 和_______ 。

4、汽车的基本结构都由_________ 、 ______ 、_______ 、______ 四大部分组成。

答案：1、运动、制造、专用、通用2、动力部分、传动部分、执行部分、控制部分3、主动件、从动件4、发动机、底盘、车身、电器部分二、判断题（每题1分）1、所有构件一定都是由两个以上零件组成的。

（）2、汽车的发动机是驱动整个汽车完成预定功能的动力源。

（）3、构件就是零件。

（）答案：1、32、“ 3 3三、选择题（每题2分）1、在如图所示的齿轮一凸轮轴系中，键2称为（）A、零件B、机构C、构件D、部件2、我们把各部分之间具有确定的相对运动构件的组合称为（）A、机器B、机构C、机械D、机床3、汽车的转向系属于一下哪部分（）A、发动机B、车身C、底盘D、电器设备答案：1、A、2、B3、C项目二平面机构的自由度计算复习要点：1、能够判断平面机构是否具有确定运动。

一、填空题（每空1分）1、运动副是使两构件________ 同时又具有________ 勺一种联接。

平面运动副可分为_______ 和_______ 。

2、平面运动副的最大约束数为。

3、机构具有确定相对运动的条件是机构的自由度数目主动件数目。

4、房门的开关运动, 是副在接触处所允许的相对转动。

5、抽屉的拉岀或推进运动，是副在接触处所允许的相对移动。

6、火车车轮在铁轨上的滚动，属于畐9。

答案：1、直接接触、相对运动、低副、高副2、23、等于4、转动5、移动6、齿轮二、判断题侮题1分）1、机器是构件之间具有确定的相对运动，并能完成有用的机械功或实现能量转换的构件的组合。

《机械设计基础》问题及解答一、机器与机构（一）名词解释1.机械：机器、机械设备和机械工具的统称。

2.机器：是执行机械运动，变换机械运动方式或传递能量的装置。

3.机构：由若干零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。

4.构件：由若干零件组成，能独立完成某种运动的单元5.零件：构成机械的最小单元，也是制造的最小单元。

6.标准件：是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。

（二）简答题：1.机器与机构的主要区别是什么？答：机构不能作为传递能量的装置。

2.构件与零件的主要区别是什么？答：构件运动的最小单元，而零件是制造的最小单元。

3. 何谓标准件？它最重要的特点是什么？试列举出五种标准件。

答：是按国家标准(或部标准等) 大批量制造的常用零件。

最重要的特点是：具有通用性。

例如：螺栓、螺母、键、销、链条等。

4.标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化生产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短生产周期。

二、静力学与材料力学（一）名词解释1.强度极限：材料σ-ε曲线最高点对应的应力，也是试件断裂前的最大应力。

2.弹性变形：随着外力被撤消后而完全消失的变形。

3..塑性变形：外力被撤消后不能消失而残留下来的变形。

4..延伸率：δ=(l1-l)/l×100％，l为原标距长度，l1为断裂后标距长度。

5.断面收缩率：Ψ=(Ａ－Ａ1)/ Ａ×100％，Ａ为试件原面积，Ａ1为试件断口处面积。

6.工作应力：杆件在载荷作用下的实际应力。

7.许用应力：各种材料本身所能安全承受的最大应力。

8.安全系数：材料的极限应力与许用应力之比。

9.正应力：沿杆的轴线方向，即轴向应力。

10.剪应力：剪切面上单位面积的内力，方向沿着剪切面。

11.挤压应力：挤压力在局部接触面上引起的压应力。

12.力矩：力与力臂的乘积称为力对点之矩，简称力矩。

13.力偶：大小相等，方向相反，作用线互相平行的一对力，称为力偶14.内力：杆件受外力后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作用力。

第三章 杆件的基本变形这一章主要研究材料力学的有关内容，主要研究各种构件在外力作用下的内力和变形。

在保证满足强度、刚度和稳定性的前提下，为构件选用适宜的材料、确定合理的截面形状和尺寸，以达到即安全又经济的目的。

材料力学的研究对象主要是“杆件”，所谓杆件是指纵向（长度方向）尺寸远比横向（垂直于长度方向）尺寸大的多的构件，例如柱、梁和传动轴等。

杆有两个主要的几何因素，即横截面和轴线。

横截面指的是垂直于轴线方向的截面，后者即为所有横截面形心的连线。

杆件在外力作用下产生的变形，因外力作用的方式不同而有下列四种基本形式：（1） 轴向拉压变形；（2） 剪切变形；（3） 扭转变形，（4） 弯曲变形。

在工程实际中，有些构件的变形虽然复杂，但总可以看作是由以上几种基本变形组合而成，称为组合变形。

第1节 拉伸和压缩在工程结构和机器中，有许多构件是轴向拉伸和压缩作用。

本节主要讨论轴向拉伸的压缩时杆的内力和变形，并对材料在受拉、压时的力学性能进行研究，从而得出轴向拉、压杆的强度计算方法。

1、 内力与截面法1、内力的概念杆件在外力作用下产生变形，其内部的一部分对另一部分的作用称为内力。

显然，若外力消失，则内力也消失，外力增大，内力也增大。

但是对一定的材料来说，内力的增加只能在材料所特有的限度之内，超过这个限度，物体就会破坏。

所以，内力与强度是密切相关的。

2、截面法设一直杆，两端受轴向拉力F作用。

为了求出此杆任一截面m-m上的内力，，我们可以假想用一个平面，沿截面m_m将杆截断，把它分成Ⅰ、Ⅱ两部分，取Ⅰ段作为研究对象。

在Ⅰ段的截面m_m上到处都作用着内力，其合力为F N。

F N是Ⅱ段对Ⅰ段的作用力，并与外力F相平衡。

由于外力F的作用线沿杆件轴线，显然，截面m_m上的内力的合力也必然沿杆件轴线。

对Ⅰ段建立平衡方程：F N-F=0 得 F N＝F将受外力作用的杆件假想地切开用以显示内力，并以平衡条件来确定其合力的方法，称为截面法。

《机械设计基础》课程问题及解答《机械设计基础》问题及解答⼀、机器与机构（⼀）名词解释1.机械：机器、机械设备和机械⼯具的统称。

2.机器：是执⾏机械运动，变换机械运动⽅式或传递能量的装置。

3.机构：由若⼲零件组成，可在机械中转变并传递特定的机械运动。

4.构件：由若⼲零件组成，能独⽴完成某种运动的单元5.零件：构成机械的最⼩单元，也是制造的最⼩单元。

6.标准件：是按国家标准(或部标准等) ⼤批量制造的常⽤零件。

（⼆）简答题：1.机器与机构的主要区别是什么？答：机构不能作为传递能量的装置。

2.构件与零件的主要区别是什么？答：构件运动的最⼩单元，⽽零件是制造的最⼩单元。

3. 何谓标准件？它最重要的特点是什么？试列举出五种标准件。

答：是按国家标准(或部标准等) ⼤批量制造的常⽤零件。

最重要的特点是：具有通⽤性。

例如：螺栓、螺母、键、销、链条等。

4.标准化的重要意义是什么？答：标准化的重要意义可使零件、部件的种类减少，简化⽣产管理过程，降低成本，保证产品的质量，缩短⽣产周期。

⼆、静⼒学与材料⼒学（⼀）名词解释1.强度极限：材料σ-ε曲线最⾼点对应的应⼒，也是试件断裂前的最⼤应⼒。

2.弹性变形：随着外⼒被撤消后⽽完全消失的变形。

3..塑性变形：外⼒被撤消后不能消失⽽残留下来的变形。

4..延伸率：δ=(l1-l)/l×100％，l为原标距长度，l1为断裂后标距长度。

5.断⾯收缩率：Ψ=(Ａ－Ａ1)/ Ａ×100％，Ａ为试件原⾯积，Ａ1为试件断⼝处⾯积。

6.⼯作应⼒：杆件在载荷作⽤下的实际应⼒。

7.许⽤应⼒：各种材料本⾝所能安全承受的最⼤应⼒。

8.安全系数：材料的极限应⼒与许⽤应⼒之⽐。

9.正应⼒：沿杆的轴线⽅向，即轴向应⼒。

10.剪应⼒：剪切⾯上单位⾯积的内⼒，⽅向沿着剪切⾯。

11.挤压应⼒：挤压⼒在局部接触⾯上引起的压应⼒。

12.⼒矩：⼒与⼒臂的乘积称为⼒对点之矩，简称⼒矩。

13.⼒偶：⼤⼩相等，⽅向相反，作⽤线互相平⾏的⼀对⼒，称为⼒偶14.内⼒：杆件受外⼒后，构件内部所引起的此部分与彼部分之间的相互作⽤⼒。

《杆件的四种基本变形及组合变形、直杆轴向拉、压横截面上的内力》教学设计课题 3.1杆件四种基本变形及组合变形教学时间2课时教学目标知识与技能认识杆件的基本变形和组合变形；过程与方法通过分析工程实例、生活实例中的受力及变形掌握杆件的基本变形的受力及变形特点；情感、态度、价值观通过分析工程结构中的受力及变形并口头描述，培养归纳、总结、语言表达的能力；教学重点1、杆件的基本变形受力特点、变形特点；教学难点1、杆件力学模型的理解2、杆件四种基本变形的区分教学内容及其过程学生活动教师导学一、引入手拉弹簧弹簧会发生什么变化？小朋友双臂吊在单杠上，人双手撑地倒立起来，胳膊都有什么样的感觉，胳膊的形状有改变吗？二、导学提纲3.1杆件四种基本变形及组合变形1.杆件是指其纵向长度远大于横向尺寸的构件，轴线是直线的杆件称为直杆。

2. 轴向拉伸和压缩受力特点是直杆的两端沿杆轴线方向作用一对大小相等、方向相反的力；变形特点是在外力作用下产生杆轴线方向的伸长或缩短。

3. 产生轴向拉伸变形的杆件，其当作用力背离杆端时，作用力是拉力（图a）；产生轴向压缩变形的杆件，其作用力指向杆端，作用力是压力，（图b）。

4. 剪切变形的受力特点是作用在构件上的横向外力大小相等、方向相反、作用线平行且距离很近。

5. 剪切变形的变形特点是介于两横向力之间的各截面沿外力作用方向发生相对错动。

6. 剪切面是指两横向力之间的横截面，破坏常在剪切面上发生。

7. 扭转变形的受力特点：在垂直于杆轴线的平面内，作用有大小相等、转向相反的一对力偶。

8. 扭转变形的变形特点：各横截面绕杆轴线发生让同学来回答弹簧、胳膊的受力和形状改变。

1、自主学习自学教材、自主完成导学提纲，记录疑点或无法解决的问题，为交流作准备。

2、组内交流在小组长的组织下，有序开展交流与探讨，共通过引导学生回答问题，引出物体在力的作用下变形是客观存在的，进入课题。

当有学生问到，或对有兴趣的学生可适当介绍如下关系：1、布置前置作业课前精心预设前置作业，（由导学提纲、探究与感悟组成）组织学生自主学习。

轴向拉压构件的受力特点与变形特点
一、轴向拉压构件受力特点
1、受力情况
轴向拉压构件的受力情况分为两种：拉紧状态和拉伸状态。

拉紧状态下受力规律是：轴向拉力的大小和导管长度有关，当导管长度增加时，拉力随之增大，反之亦然；拉伸状态下，受力规律是：拉力的大小和导管外径有关，当导管外径增加时，拉力随之增大，反之亦然。

2、结构及受力特点
轴向拉压构件的结构特点是具有空心结构，受力特点是在拉紧状态下受力均布，当拉伸时，受力不均布，中间部分受力较小，两端受力较大。

二、轴向拉压构件变形特点
1、变形特点
轴向拉压构件的变形特点是：拉紧状态下，由于受力均布，所以变形也均布，可以满足设计要求；拉伸状态下，由于受力不均布，会出现拉伸构件中间部分变形较小，两端变形较大的现象。

2、塑性变形
轴向拉压构件的受力大小和变形特点决定了其塑性变形的大小，当受力大时，塑性变形会大于变形要求值，当受力小时，塑性变形会小于变形要求值。

另外，还有一点要注意，塑性变形是随着受力增加而增加，当受力越大，塑性变形程度也会越大。

- 1 -。

材料力学中的四种基本变形举例
1.拉伸变形：
拉伸变形是指在外力的作用下，物体的长度增加或变长的过程。

这种
变形常见于拉伸试验中的拉力加载中，例如在拉伸试验机上施加外力，拉
伸材料直至材料的断裂点。

一个常见的例子是橡皮筋，当我们拉伸橡皮筋时，它的长度会增加。

2.压缩变形：
压缩变形是指在外力的作用下，物体的长度减少或变短的过程。

这种
变形常见于承受压力的构件中，例如梁柱结构承受竖向荷载时会产生压缩
变形。

一个典型的例子是弹簧，当我们用力将弹簧压缩时，它的长度会变短。

3.剪切变形：
剪切变形是指在外力的作用下，物体的平行侧面发生相对位移的过程。

这种变形常见于切削和金属加工中，例如在使用剪切机切割金属板材时，
金属板材的平行侧面会产生相对的移动。

另一个例子是在泥土工程中，当
土壤受到剪切力时，会发生剪切变形。

4.扭转变形：
扭转变形是指在外力作用下，物体沿纵轴发生旋转的过程。

这种变形
常见于旋转机械中，例如在使用螺旋桨驱动船只前进时，船体会发生扭转
变形。

另一个例子是在汽车悬挂系统中，当车辆转弯时，车身会发生扭转
变形。

这四种基本变形在材料力学中都具有重要的意义，并广泛应用于工程设计和材料选型过程中。

通过对这些变形的认识和理解，我们能够更好地预测和控制材料的行为和性能。

构件变形是指在受到外部力作用下，构件发生形状或尺寸的改变。

下面是关于构件变形的受力特点和变形评估的优缺点：
受力特点：
⚫弹性变形：当外部力作用消失后，构件会恢复到原始形状和尺寸，表现为可逆的弹性变形。

⚫塑性变形：在超过构件的弹性限度后，构件会发生永久性的塑性变形，无法完全恢复到原始状态。

⚫弯曲变形：受到横向力或力矩作用时，构件会发生弯曲变形，使其形状变为曲线状。

⚫拉伸和压缩变形：受到拉力或压力作用时，构件会发生拉伸或压缩变形，使其长度增加或减小。

变形评估的优点：
⚫明确结构强度：通过评估构件的变形情况，可以判断其受力状态和结构强度，有助于设计和优化结构。

⚫预测破坏和失效：构件的变形可以提供关于结构破坏和失效的线索，有助于提前采取措施预防事故发生。

⚫评估设计可行性：变形评估可以帮助确定构件是否满足预期的使用要求和设计标准，确保结构的可行性。

变形评估的缺点：
⚫复杂性和不确定性：构件的变形评估涉及多个因素，如材料性质、载荷条件、几何形状等，因此评估结果可能具有一定的不确定性。

⚫实验需求：进行准确的变形评估通常需要进行物理实验或使用复杂的数值模拟方法，涉及到设备和时间的成本。

⚫依赖经验和假设：变形评估需要基于一些假设和经验公式进行计算，这可能会导致结果与实际情况有一定的差异。

综合考虑以上优缺点，在进行构件变形评估时，需要综合运用理论计算、实验测试和工程经验，以确保评估的准确性和可靠性。

受力特点：作用在构件上的横向外力的合力大小相等，方向相反，作用线平行且距离很近。

变形特点：以两力之间的横截面为分界线，构件的两部分沿该面发生相对错动。

结构和机械中的连接件，如螺栓、销钉、键等，在传递力时主要发生局部承压和剪切变形。

对于此类直接承受剪切的部件，在工程计算中常以受剪面上的剪力除以其面积得出的平均剪应力作为强度计算的依据。

扩展资料
构件在外力作用下的变形有四种基本形式：轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

1、拉伸或压缩
这类变形是由大小相等方向相反，力的作用线与杆件轴线重合的一对力引起的。

在变形上表现为杆件长度的伸长或缩短，截面上的内力为轴力，横截面上的应力分布为沿着轴线反向的正应力，整个截面应力近似相等。

2、剪切
这类变形是由大小相等、方向相反、力的作用线相互平行的力引起的，横截面上的应力分布为沿着杆件截面平面内的的切应力，整个截面应力近似相等。

3、扭转
这类变形是由大小相等、方向相反、作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的。

表现为杆件上的任意两个截面发生绕轴线的相对转动，截面上的内力为扭矩，横截面上的应力分布为沿着杆件截面平面内的的切应力，越靠近截面边缘，应力越大。

4、弯曲
这类变形由垂直于杆件轴线的横向力，或由包含杆件轴线在内的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶引起，表现为杆件轴线由直
线变成曲线。

截面上的内力为弯矩和剪力，在垂直于轴线的横截面上，弯矩产生垂直于截面的正应力，剪力产生平行于截面的切应力。

另外，受弯构件的内力有可能只有弯矩，没有剪力，这时称之为纯剪构件。

越靠近构件截面边缘，弯矩产生的正应力越大。