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1、第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。上一講回顧上一講回顧 構(gòu)件設(shè)計基本要求：強度，剛度和穩(wěn)定性構(gòu)件設(shè)計基本要求：強度，剛度和穩(wěn)定性 材料力學(xué)任務(wù)：材料力學(xué)任務(wù)：材料力學(xué)研究對象：桿材料力學(xué)研究對象：桿 (桿、軸、梁桿、軸、梁)，簡單板殼簡單板殼 基本假設(shè)：連續(xù)、均勻、各向同性基本假設(shè)：連續(xù)、均勻、各向同性 內(nèi)力計算：截面法（截、取、代、平）內(nèi)力計算：截面法（

2、截、取、代、平）l 應(yīng)力（應(yīng)力（,t,t），應(yīng)變（），應(yīng)變（,g,g），胡克定律（剪切），胡克定律（剪切胡胡 克定律）克定律）1Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能2-1 2-1 2-1 2-1 引言引言引言引言 2-3 2-3 2-3 2-3 拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理拉壓桿的應(yīng)力

3、與圣維南原理拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理 2-4 2-4 2-4 2-4 材料拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能2-5 2-5 2-5 2-5 材料拉壓力學(xué)性能的進一步研究材料拉壓力學(xué)性能的進一步研究材料拉壓力學(xué)性能的進一步研究材料拉壓力學(xué)性能的進一步研究2-6 2-6 2-6 2-6 應(yīng)力集中概念應(yīng)力集中概念應(yīng)力集中概念應(yīng)力集中概念2-7 2-7 2-7 2-7 許用應(yīng)力與強度條件許用應(yīng)力與強度條件許用應(yīng)力與強度條件許用應(yīng)力與強度條件2-8 2-8 2-8 2-8 連接部分的強度計算連接部分的強度計算連接部分的強度計算連接部分的強

4、度計算2-9 2-9 2-9 2-9 結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計簡介結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計簡介結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計簡介結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計簡介 2-2 2-2 2-2 2-2 軸力與軸力圖軸力與軸力圖軸力與軸力圖軸力與軸力圖 2Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。本章主要研究：本章主要研究：拉壓桿的內(nèi)力、應(yīng)力與強度計算拉壓桿的內(nèi)力、應(yīng)力與強度計算 材料在拉伸與壓縮時的力學(xué)性能材料在

5、拉伸與壓縮時的力學(xué)性能 拉壓桿連接部分的強度計算拉壓桿連接部分的強度計算 簡要介紹結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的概念簡要介紹結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計的概念3Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。房屋支撐結(jié)構(gòu)房屋支撐結(jié)構(gòu)橋梁橋梁2-1 2-1 2-1 2-1 引言引言引言引言 拉壓桿拉壓桿工程實例工程實例4Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)

6、力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。連桿連桿曲柄滑塊結(jié)構(gòu)曲柄滑塊結(jié)構(gòu)飛機起落架飛機起落架高壓電線塔高壓電線塔5Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。外力特點外力特點：外力或其合力

7、的作用線沿桿件軸線。外力或其合力的作用線沿桿件軸線。變形特點變形特點：軸向伸長或縮短為主要變形。軸向伸長或縮短為主要變形。拉壓桿拉壓桿：外力或其合力的作用線沿桿件軸線的桿件。外力或其合力的作用線沿桿件軸線的桿件。拉壓桿拉壓桿定義與力學(xué)特征定義與力學(xué)特征6Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。思考：下列桿件是不是拉壓桿？為什么？思考：下列桿件是不是拉壓桿

8、？為什么？DABC7Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。軸力定義：合力作用線通過截面形心且沿桿軸線的內(nèi)力。軸力定義：合力作用線通過截面形心且沿桿軸線的內(nèi)力。符號規(guī)定：拉力為正，壓力為負。符號規(guī)定：拉力為正，壓力為負。同學(xué)提問選：同學(xué)提問選：取左段軸力向右，右段軸力為左，符號不是取左段軸力向右，右段軸力為左，符號不是相反嗎？相反嗎？內(nèi)力：相互作用力。內(nèi)

9、力：相互作用力。轉(zhuǎn)化為外力計算。轉(zhuǎn)化為外力計算。2-2 2-2 2-2 2-2 軸力與軸力圖軸力與軸力圖軸力與軸力圖軸力與軸力圖 8Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。由平衡方程：由平衡方程：ABAB段段BCBC段段CDCD段段 設(shè)正法設(shè)正法(為什么要用設(shè)正法？）為什么要用設(shè)正法？）軸力圖：表示軸力沿桿軸軸力圖：表示軸力沿桿軸 變化的圖。變化的圖。例

10、：例：畫軸力圖。畫軸力圖。解：解：分段計算軸力分段計算軸力畫軸力圖畫軸力圖 作圖要求：圖與桿軸線對齊，用工具作圖作圖要求：圖與桿軸線對齊，用工具作圖9Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。2-3 2-3 2-3 2-3 拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理拉壓桿的應(yīng)力與圣維南原理思考思考：桿、桿、桿材料相同，桿材料相

11、同，桿截面面積大于桿截面面積大于 桿，桿，3.3.3.3.什么量適合量什么量適合量什么量適合量什么量適合量度安全程度？度安全程度？度安全程度？度安全程度？橫截面正應(yīng)力橫截面正應(yīng)力橫截面正應(yīng)力橫截面正應(yīng)力？1 1.若若若若 ，哪根桿危險？哪根桿危險？哪根桿危險？哪根桿危險？哪根桿危險？哪根桿危險？哪根桿危險？哪根桿危險？2.2.2.2.若若若若10Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程

12、施工中已很少使用，在此不再說明。一、拉壓桿橫截面上的應(yīng)力一、拉壓桿橫截面上的應(yīng)力1.1.1.1.實驗觀測實驗觀測實驗觀測實驗觀測（見動畫）（見動畫）（見動畫）（見動畫）實驗觀測實驗觀測提出假設(shè)提出假設(shè)理論分析理論分析實驗驗證實驗驗證變形前：橫線垂直于軸線。變形前：橫線垂直于軸線。變形前：橫線垂直于軸線。變形前：橫線垂直于軸線。變形后：橫線仍為直線，且垂直于桿件軸線，間距增大變形后：橫線仍為直線，且垂直于桿件軸線，間距增大變形后：橫線仍為直線，且垂直于桿件軸線，間距增大變形后：橫線仍為直線，且垂直于桿件軸線，間距增大。研究方法研究方法11Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)

13、性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。2.2.2.2.假設(shè)：橫截面上各點處僅存在正應(yīng)力，并沿截面均勻分布假設(shè)：橫截面上各點處僅存在正應(yīng)力，并沿截面均勻分布假設(shè)：橫截面上各點處僅存在正應(yīng)力，并沿截面均勻分布假設(shè)：橫截面上各點處僅存在正應(yīng)力，并沿截面均勻分布。3.3.3.3.橫截面正應(yīng)力公式橫截面正應(yīng)力公式橫截面正應(yīng)力公式橫截面正應(yīng)力公式正應(yīng)力正應(yīng)力正應(yīng)力正應(yīng)力；桿件橫截面面積桿件橫截面面積桿件橫截面面積桿件橫截

14、面面積；軸力。軸力。軸力。軸力。符號規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負。符號規(guī)定：拉應(yīng)力為正，壓應(yīng)力為負。4.4.4.4.實驗驗證：如光彈試驗實驗驗證：如光彈試驗實驗驗證：如光彈試驗實驗驗證：如光彈試驗12Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。例：例：例：例：求下列桿件橫截面上的應(yīng)力。求下列桿件橫截面上的應(yīng)力。求下列桿件橫截面上的應(yīng)力。求下列桿件橫截面上的應(yīng)

15、力。（1 1 1 1）（2 2 2 2）合力合力合力合力(1)解解：計算內(nèi)力（軸力）計算內(nèi)力（軸力）計算內(nèi)力（軸力）計算內(nèi)力（軸力）計算應(yīng)力計算應(yīng)力計算應(yīng)力計算應(yīng)力(2)解解：13Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。二、拉壓桿斜截面上的應(yīng)力二、拉壓桿斜截面上的應(yīng)力 問題：問題：問題：問題：斜截面上有何應(yīng)力？如何分析？斜截面上有何應(yīng)力？如何分析？斜截面

16、上有何應(yīng)力？如何分析？斜截面上有何應(yīng)力？如何分析？14Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。橫截面上橫截面上橫截面上橫截面上正應(yīng)力分正應(yīng)力分正應(yīng)力分正應(yīng)力分布均勻布均勻布均勻布均勻橫截面間橫截面間橫截面間橫截面間的纖維變的纖維變的纖維變的纖維變形相同形相同形相同形相同斜截面間斜截面間斜截面間斜截面間的纖維變的纖維變的纖維變的纖維變形相同形相同形相同形相

17、同斜截面上斜截面上斜截面上斜截面上應(yīng)力均勻應(yīng)力均勻應(yīng)力均勻應(yīng)力均勻分布分布分布分布分析：分析：15Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。應(yīng)力最大值：應(yīng)力最大值：求斜截面正應(yīng)力與切應(yīng)力分量求斜截面正應(yīng)力與切應(yīng)力分量;16Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料

18、的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。三、圣維南原理三、圣維南原理三、圣維南原理三、圣維南原理 桿端作用均布力，橫截面應(yīng)力均勻分布。桿端作用均布力，橫截面應(yīng)力均勻分布。桿端作用均布力，橫截面應(yīng)力均勻分布。桿端作用均布力，橫截面應(yīng)力均勻分布。問題：問題：問題：問題：桿端作用集中力，橫截面應(yīng)力均勻分布嗎？桿端作用集中力，橫截面應(yīng)力均勻分布嗎？17Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能

19、從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。x=h/4x=h/2x=h圣維南原理：圣維南原理：圣維南原理：圣維南原理：力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部范圍的應(yīng)力分布，力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部范圍的應(yīng)力分布，力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部范圍的應(yīng)力分布，力作用于桿端的分布方式，只影響桿端局部范圍的應(yīng)力分布，影響區(qū)的軸向范圍約離桿端影響區(qū)的軸向范圍約離桿端影響區(qū)的軸向范圍約離桿端影響區(qū)的軸向范圍約離桿端1 12 2個桿的橫向尺寸。個桿的橫向尺寸。個桿的橫向尺寸。個桿的橫向尺寸。

20、x應(yīng)力均勻應(yīng)力均勻有有限限元元結(jié)結(jié)果果圣維南原理為材料力學(xué)公式的適用性提供了依據(jù)圣維南原理為材料力學(xué)公式的適用性提供了依據(jù)18Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。圣維南圣維南(Saint-Venant,17971886)，圣維南生平圣維南生平18131813年進巴黎綜合工科學(xué)校求學(xué)，年進巴黎綜合工科學(xué)校求學(xué)，年進巴黎綜合工科學(xué)校求學(xué)，年進巴黎綜合工科

21、學(xué)校求學(xué)，18141814年因政治原因被除名，年因政治原因被除名，年因政治原因被除名，年因政治原因被除名，18341834年發(fā)表兩篇年發(fā)表兩篇年發(fā)表兩篇年發(fā)表兩篇力學(xué)論文而在科學(xué)界出名，力學(xué)論文而在科學(xué)界出名，力學(xué)論文而在科學(xué)界出名，力學(xué)論文而在科學(xué)界出名，18681868年被選年被選年被選年被選為法國科學(xué)院院士。為法國科學(xué)院院士。為法國科學(xué)院院士。為法國科學(xué)院院士。圣維南主要研究彈性力學(xué)。圣維南主要研究彈性力學(xué)。圣維南主要研究彈性力學(xué)。圣維南主要研究彈性力學(xué)。18551855和和和和18561856年用半逆解法分別求解柱體扭轉(zhuǎn)和年用半逆解法分別求解柱體扭轉(zhuǎn)和年用半逆解法分別求解柱體扭轉(zhuǎn)和年用

22、半逆解法分別求解柱體扭轉(zhuǎn)和彎曲問題時提出處理邊界條件的新思想彎曲問題時提出處理邊界條件的新思想彎曲問題時提出處理邊界條件的新思想彎曲問題時提出處理邊界條件的新思想;18851885年年年年J.V.J.V.布森涅斯克把這個思想加以推布森涅斯克把這個思想加以推布森涅斯克把這個思想加以推布森涅斯克把這個思想加以推廣，并稱之為圣維南原理。廣，并稱之為圣維南原理。廣，并稱之為圣維南原理。廣，并稱之為圣維南原理。圣維南在塑性力學(xué)與流體力學(xué)方面也圣維南在塑性力學(xué)與流體力學(xué)方面也圣維南在塑性力學(xué)與流體力學(xué)方面也圣維南在塑性力學(xué)與流體力學(xué)方面也有重要建樹。有重要建樹。有重要建樹。有重要建樹。19Page第二章第

23、二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。2-4 2-4 2-4 2-4 材料拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能材料拉伸時的力學(xué)性能微控電子萬能試驗機微控電子萬能試驗機微控電子萬能試驗機微控電子萬能試驗機20Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性

24、能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。歷史：科學(xué)理論源于科學(xué)觀察與科學(xué)實驗歷史：科學(xué)理論源于科學(xué)觀察與科學(xué)實驗探求鐵絲承重與長度關(guān)系探求鐵絲承重與長度關(guān)系探求木梁承重與尺寸關(guān)系探求木梁承重與尺寸關(guān)系21Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。馬略特的材料

25、試驗設(shè)備馬略特的材料試驗設(shè)備馬略特負責(zé)設(shè)計通往凡爾賽宮馬略特負責(zé)設(shè)計通往凡爾賽宮的一條供水管線，為此開發(fā)了的一條供水管線，為此開發(fā)了材料試驗設(shè)備，對木材、紙與材料試驗設(shè)備，對木材、紙與金屬絲進行實驗。金屬絲進行實驗。英國工程師費爾班恩和英國工程師費爾班恩和霍爾肯遜設(shè)計材料實驗霍爾肯遜設(shè)計材料實驗設(shè)備，其結(jié)果用于鐵質(zhì)設(shè)備，其結(jié)果用于鐵質(zhì)艦船與箱式橋的制造。艦船與箱式橋的制造。22Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開

26、式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。一、拉伸試驗一、拉伸試驗標(biāo)距標(biāo)距 l1.標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣標(biāo)準(zhǔn)拉伸試樣 GB/T6397-1986金屬拉伸試驗試樣金屬拉伸試驗試樣標(biāo)距標(biāo)距 l圓截面試件圓截面試件矩形截面試件矩形截面試件23Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。2.2.試驗裝置試驗裝置24Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉

27、壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。3 3 拉伸試驗與拉伸圖拉伸試驗與拉伸圖(F-F-l曲線曲線)25Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。滑移線

28、滑移線低碳鋼拉伸的四個階段低碳鋼拉伸的四個階段二、低碳鋼拉伸力學(xué)性能二、低碳鋼拉伸力學(xué)性能26Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。p-比例極限比例極限 s-屈服極限屈服極限 b-強度極限強度極限 E=tana a -彈性模量彈性模量低碳鋼試件彈性模量與拉伸過程中的三個應(yīng)力特征點低碳鋼試件彈性模量與拉伸過程中的三個應(yīng)力特征點思思考考：頸頸縮縮階階段段后

29、后，圖圖中中應(yīng)應(yīng)力力為為什什么么會會下下降降？27Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。名義應(yīng)力與真實應(yīng)力名義應(yīng)力與真實應(yīng)力頸縮階段載荷減小，截面積也減小，真實應(yīng)力繼續(xù)增加頸縮階段載荷減小，截面積也減小，真實應(yīng)力繼續(xù)增加頸縮階段載荷減小，截面積也減小，真實應(yīng)力繼續(xù)增加頸縮階段載荷減小，截面積也減小，真實應(yīng)力繼續(xù)增加真實應(yīng)力曲線真實應(yīng)力曲線名義應(yīng)力曲線名

30、義應(yīng)力曲線變形前截面積變形前截面積名義應(yīng)力名義應(yīng)力28Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明?；凭€滑移線縮頸與斷裂縮頸與斷裂斷口斷口低碳鋼試件在拉伸過程中的力學(xué)現(xiàn)象低碳鋼試件在拉伸過程中的力學(xué)現(xiàn)象29Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情

31、況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。e e p塑性應(yīng)變塑性應(yīng)變e e e彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變冷作硬化：冷作硬化：預(yù)加塑性變形使材料的比例極限或彈性極限預(yù)加塑性變形使材料的比例極限或彈性極限提提高的現(xiàn)象。高的現(xiàn)象。卸載與再加載規(guī)律卸載與再加載規(guī)律試舉出冷作硬化的實際例子試舉出冷作硬化的實際例子30Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全

32、部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。材料的塑性材料的塑性 延伸率：延伸率：l試驗段原長（標(biāo)距）試驗段原長（標(biāo)距）D Dl0試驗段殘余變形試驗段殘余變形塑性：塑性：材料經(jīng)受較大塑性變形而不破壞的能力材料經(jīng)受較大塑性變形而不破壞的能力,亦稱亦稱延性。延性。31Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。斷面收斷面收縮率：縮率：A

33、試驗段橫截面原面積試驗段橫截面原面積A1斷口的橫截面面積斷口的橫截面面積 塑性與脆性材料塑性與脆性材料 塑性材料塑性材料：d d 5%5%例如結(jié)構(gòu)鋼與硬鋁等例如結(jié)構(gòu)鋼與硬鋁等 脆性材料脆性材料：d d 5%1153Page第二章第二章第二章第二章 軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能軸向拉壓應(yīng)力與材料的力學(xué)性能從使用情況來看，閉胸式的使用比較廣泛。敞開式盾構(gòu)之中有擠壓式盾構(gòu)、全部敞開式盾構(gòu)，但在近些年的城市地下工程施工中已很少使用，在此不再說明。二、強度條件二、強度條件強度條件：強度條件：保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不致因強度不夠而破壞的條件。保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不致因強度不夠而破壞的條件。等截面桿：等截面桿：思考：思考：強度條件有何應(yīng)用？強度條件有何應(yīng)用？安全因數(shù)設(shè)計方法有何優(yōu)缺點？安全因數(shù)設(shè)計方法有何優(yōu)缺點？變截面桿：變截面桿：拉壓桿強度條件：拉壓桿強度條件