轴向拉伸和压缩解读

第七章轴向拉伸和压缩一、内容提要轴向拉伸与压缩是杆件变形的基本形式之一，是建筑工程中常见的一种变形。

(一)、基本概念1. 内力 由于外力的作用，而在构件相邻两部分之间产生的相互作用力。

这里要注意产生内力的前提条件是构件受到外力的作用。

2. 轴力 轴向拉（压）时，杆件横截面上的内力。

它通过截面形心，与横截面相垂直。

拉力为正，压力为负。

3. 应力 截面上任一点处的分布内力集度称为该点的应力。

与截面相垂直的分量σ称为正应力，与截面相切的分量τ称为切应力。

轴拉（压）杆横截面上只有正应力。

4. 应变 单位尺寸上构件的变形量。

5. 轴向拉（压） 杆件受到与轴线相重合的合外力作用，产生沿着轴线方向的伸长或缩短的变形，称为轴向拉（压）。

6. 极限应力 材料固有的能承受应力的上限，用σ0表示。

7. 许用应力与安全系数 材料正常工作时容许采用的最大应力，称为许用应力。

极限应力与许用应力的比值称为安全系数。

8. 应力集中 由于杆件截面的突然变化而引起局部应力急剧增大的现象，称为应力集中。

(二)、基本计算1. 轴向拉（压）杆的轴力计算求轴力的基本方法是截面法。

用截面法求轴力的三个步骤：截开、代替和平衡。

求出轴力后要能准确地画出杆件的轴力图。

画轴向拉（压）杆的轴力图是本章的重点之一，要特别熟悉这一内容。

2. 轴向拉（压）杆横截面上应力的计算任一截面的应力计算公式 AF N =σ 等直杆的最大应力计算公式 AF max N max =σ 3. 轴向拉（压）杆的变形计算虎克定律 A E l F l N =∆εσE =或 虎克定律的适用范围为弹性范围。

泊松比 εε=μ'4. 轴向拉（压）杆的强度计算强度条件塑性材料：σma x ≤[σ] 脆性材料： σt ma x ≤[σt ]σ c ma x ≤[σc ]强度条件在工程中的三类应用（1）对杆进行强度校核在已知材料、荷载、截面的情况下，判断σma x是否不超过许用值[σ]，杆是否能安全工作。

轴向拉伸与压缩的变形概念轴向拉伸与压缩是材料在受到外力作用下发生的一种变形形式。

这两种变形形式本质上都是由于材料内部的原子或分子受到外力的影响而改变了其平衡位置从而引起的。

轴向拉伸与压缩的变形概念可以通过弹簧的拉伸与压缩来加以理解。

首先我们来看轴向拉伸的变形。

当作用在弹簧两端的力朝相反方向拉伸时，弹簧会发生轴向拉伸的变形。

这是因为受到拉力的作用，弹簧内部原子或分子之间的间距增大，原本处于平衡位置的原子或分子会发生位移，使得整个弹簧长度增加。

这种拉力作用下的变形被称为轴向拉伸变形。

接下来我们来看轴向压缩的变形。

当作用在弹簧两端的力朝相同方向压缩时，弹簧会发生轴向压缩的变形。

这是因为受到压力的作用，弹簧内部原子或分子之间的间距减小，原本处于平衡位置的原子或分子会发生位移，使得整个弹簧长度减小。

这种压力作用下的变形被称为轴向压缩变形。

轴向拉伸与压缩的变形概念实际上可以通过杨氏模量来更加详细地描述。

杨氏模量是一个材料的机械特性参数，它描述了材料在轴向拉伸和压缩变形时的抵抗能力。

杨氏模量越大，材料的抵抗能力越强，抗拉强度也就越大。

相反地，杨氏模量越小，材料的抗拉强度越低。

在材料实际应用中，轴向拉伸与压缩的变形是非常常见的。

比如在建筑、桥梁、汽车、飞机等工程领域中，钢材往往被用于受力构件中，它能够在受到拉力或压力时保持较好的稳定性。

而在金属加工、塑料成型等制造领域中，轴向拉伸与压缩的变形则常常是一种设计和生产工艺。

例如在金属加工中，通过轴向拉伸可以制造出细丝，而通过轴向压缩则可以制造出坯料。

总结起来，轴向拉伸与压缩是材料在受到外力作用下发生的一种变形形式。

轴向拉伸是指材料的长度增加，原子或分子之间的间距变大；轴向压缩是指材料的长度减小，原子或分子之间的间距变小。

这两种变形形式与杨氏模量密切相关，它描述了材料在受力时的抵抗能力。

在工程和制造领域中，轴向拉伸与压缩的变形是非常常见的，它们对于材料的选择、设计和生产工艺具有重要意义。

轴向拉伸和压缩时的变形公式概述及解释说明1. 引言1.1 概述本文主要介绍轴向拉伸和压缩下物体的变形公式及其解释说明。

在工程领域中，了解材料在不同应力条件下的变形规律对设计和使用具有重要意义。

轴向拉伸和压缩是常见的应力状态，通过研究这两种情况下的变形公式，可以帮助工程师更好地理解和预测物体的变形行为。

1.2 文章结构本文共分为四个部分进行阐述。

引言部分主要对文章进行总览和概述。

接下来,“2. 轴向拉伸时的变形公式”将详细介绍轴向拉伸过程中物体的变形规律，并包括弹性阶段和塑性阶段的应变公式以及变形模量的定义与计算方法。

“3. 轴向压缩时的变形公式”将探讨轴向压缩情况下物体的应变规律，并包括弹性阶段和塑性阶段的应变公式，以及计算压缩强度和稳定塑性流动区域大小的方法。

“4 结论”将总结轴向拉伸和压缩时的变形规律与公式，并展望其在工程实践中的意义和应用前景。

1.3 目的本文的目的是系统地介绍轴向拉伸和压缩时物体变形的公式及其解释说明。

通过深入探讨材料在不同应力状态下的变形规律，旨在增强读者对工程材料性能的理解，并提供有关设计和应用方面的参考。

此外，文章还将揭示轴向拉伸和压缩时变形公式的工程实践意义，为相关领域的研究者和从业人员提供参考。

2. 轴向拉伸时的变形公式2.1 弹性阶段的应变公式：在轴向拉伸时，当物体处于弹性阶段时，变形可以通过应变来描述。

应变是指物体在受力作用下产生的长度或形状改变与初始长度或形状之比。

弹性阶段的应变公式可以用胡克定律表示，即应力和应变成正比。

应变公式可以表示为：ε= σ/ E其中，ε表示轴向拉伸时的应变，σ表示受试样所受到的轴向拉伸力，E表示材料的弹性模量。

2.2 塑性阶段的应变公式：当材料超过其弹性极限，进入塑性阶段时，其应变特性就会发生改变。

塑性阶段的应变公式可以通过流动理论进行描述。

在塑性阶段中，通常采用等效塑性应变概念。

等效塑性应变是根据材料的真实应力-真实塑性曲线（即压缩-延展曲线）求得，在一定条件下模拟材料的本构关系。

轴向拉伸与压缩的名词解释引言：轴向拉伸与压缩是物理学领域中常见的概念，用于描述物体在力的作用下的变形情况。

本文将对轴向拉伸与压缩进行详细的解释与探讨。

一、轴向拉伸轴向拉伸是指物体在受到拉力作用下沿着其长度方向发生的变形现象。

当外力作用于物体的两端，并朝外拉伸时，物体会在轴向上发生拉伸。

拉伸的大小可以通过物体的伸长率来衡量，伸长率定义为单位长度的伸长与初始长度之比。

轴向拉伸现象广泛应用于工程领域，例如建筑中的钢筋，拉伸试验中的拉力传感器等。

钢筋在混凝土中起到增强材料的作用，能够抵抗建筑物的拉力。

而拉力传感器则是一种能够测量外力大小的传感器，利用了材料的拉伸特性。

二、轴向压缩轴向压缩是指物体在受到压力作用下沿着其长度方向发生的变形现象。

当外力作用于物体的两端，并朝内压缩时，物体会在轴向上发生压缩。

压缩的大小可以通过物体的压缩率来衡量，压缩率定义为单位长度的压缩与初始长度之比。

轴向压缩现象同样广泛应用于工程领域。

例如，桥梁中的墩柱、压缩试验中的压力传感器等。

墩柱是承受桥梁重力和交通荷载的重要结构部件，压缩试验中的压力传感器则是能够测量外力大小的传感器，利用了材料的压缩特性。

三、轴向拉伸与压缩的应用轴向拉伸与压缩的应用十分丰富，不仅在工程领域中有广泛应用，在其他领域中也有其独特的应用价值。

1. 材料科学：轴向拉伸与压缩是材料性能研究的重要手段。

通过对材料在拉伸和压缩条件下的变形进行测试，可以获得材料的各种力学性能参数，例如抗拉强度、抗压强度等。

这对材料的设计和应用具有重要的指导意义。

2. 生物医学：轴向拉伸与压缩在生物医学研究中具有重要的作用。

例如，在骨骼生物力学研究中，可以通过对骨骼的拉伸和压缩测试，了解骨骼力学特性并分析疾病的发生机制。

3. 电子工程：轴向拉伸与压缩的特性也可以应用于电子工程领域。

例如，电子产品中常使用弹性材料来保护内部电路。

这些材料可以在外力作用下发生轴向拉伸或压缩，起到减缓冲击力的作用。