材料力学 Ⅰ
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第2章 轴向拉伸与压缩

2.1 轴向拉伸与压缩的概念

实际工程中,有许多轴向受拉(压)的构件。如图 2-1 所示的简易吊车,在外载荷FP作用下,杆AB承受轴向压力,产生轴向压缩变形;杆BC承受轴向拉力,产生轴向拉伸变形。又如,图 2-2 所示的内燃机车曲柄连杆机构中的连杆,承受轴向压力,产生轴向压缩变形。实际工程中常见的起重机吊索、厂房立柱、油压千斤顶的顶杆等也都是轴向受拉或压的杆件。

虽然上述轴向拉压杆件的外形、加载方式及端部的连接方式各不相同,但其受力特点均为外力或其合力的作用线与杆件轴线重合,变形特点均为沿杆件轴线方向的伸长或缩短。这种沿杆件轴线方向的伸长或压缩变形称为轴向拉伸或压缩(axial tension or axial compress)。

发生轴向拉伸的杆件称为拉杆(如图 2-1 中的杆 BC),发生轴向压缩的杆件称为压杆(如图2-1中的杆AB)。这类构件的受力和变形都可抽象为如图2-3所示的计算简图。

图2-1 简易吊车

图2-3 轴向拉伸与压缩杆件

本章主要研究杆件轴向拉伸、压缩时的强度和变形,也将介绍连接构件的剪切实用计算。虽然所涉及的问题比较简单,但却是杆类构件设计分析中十分重要的内容。