1、61 轴向拉伸与压缩的概念 62 轴向拉压杆横截面上的内力和应力 63 材料在拉伸时的力学性能 64 材料在压缩时的力学性能 第六章 工程力学之拉伸和压缩65 失效、安全系数和强度计算 66 轴向拉伸与压缩时的变形 67 应力集中的概念 一、轴向拉伸与压缩 ：外力或外力合力的作用线与直杆轴线重合，在外力作用下，直杆沿轴线方向伸长或缩短。6-1 轴向拉伸与压缩的概念 例 6-1 如图 6-1所示悬臂式吊车，当吊车移至 A端时，判断 AB、 AC为轴向拉伸还是轴向压缩。解：吊车在 A端时，可将 Q简化为作用在 A点的集中载荷，则在此状态下， AB、 AC都是二力杆。以 A为研究对象，受力如图 6-
2、1(b) ，列平衡方程 解得 AB、 AC杆的受力及变形如图 6-1(c) 所示，则 AB杆受到的是轴向拉伸， AC杆受到的是轴向压缩。 在机械和工程结构中，有很多构件受到轴向拉伸或压缩的作用。如图 6-2（ a）所示起重机钢索在起吊重物时，为轴向拉伸；千斤顶的螺杆在顶起重物时，为轴向压缩；图 6-2（b）所示行架结构中的杆件，则不是受拉就是受压。 还有一些杆件受到多个外力的作用，如图 6-3所示，则该杆在 AB段受到的是轴向拉伸， BC段受到的是轴向压缩。一、 轴向拉压杆横截面上的内力62 轴向拉压杆横截面上的内力和应力例 6-2 如图 6-4所示轴向拉压杆，求 1-1横截面上的内力。首先用
3、截面法求轴向拉压杆横截面上的内力。解：（ 1）用过 1-1截面的平面假想地把杆切开，一分为二，取左段为研究对象； （ 2） 根据左段静力平衡，求内力。杆件左右两段在横截面上的相互作用力是一个分布力系，由于外力作用线沿杆件轴线，根据平衡，该截面内力的合力也一定沿杆的轴线。由于 FN1沿轴线方向，我们把 FN1称为轴力。小结： 轴向拉压杆横截面上具有沿轴线方向的内力，称之为轴力。 通常规定，拉伸时的轴力为正，压缩时的轴力为负。 用截面法求轴力时，采用设正法。即在不知道内力正负的情况下，都先假设为正，如果结果为正，则内力是正的，如果结果为负，则内力是负的。例 6-3 求图 6-4 中 2-2 截面上
4、的内力。（ 2） 采用设正法，设 2-2截面的轴力为 FN2，列平衡方程解： （ 1） 用过 2-2 截面的平面假想地把杆切开，一分为二，仍取左段为研究对象。得 :FN2为负值，说明实际与所设方向相反，所设为拉，实际为压。二、轴力图通过上面两个例子可以看出，对于受多个外力的直杆，不同截面将有不同的轴力，为了形象地表示轴力沿杆轴线的变化情况，通常采用作轴力图的方法。例 6-4 作图 6-4 中直杆 AC的轴力图。分析： 通过前面的例题不难理解，整个直杆可以分为 AB、BC二段，每一段所有横截面上的轴力都相等，我们称 AB、BC为等轴力段。解： （ 1）将整个直杆分为等轴力的 AB段和 BC段。用截面法求出每一段上任一横截面上的轴力，即该段所有横截面上的轴力。得
