内力:
当受到外力作用而发生变形时,各点之间产生附加的相互作用力,称为附加内力,简称内力。
内力是由外力引起并与变形同时产生,它随着外力的增大而增大,当超过某一限度时,构件将不能正常工作。
轴力:
由于杆件轴向拉压时所有外力均沿轴线方向,因此横截面的内力也必然沿轴线方向。
这种内力称为轴力。
轴力的正负号规定:轴力的方向与所有横截面的外法线方向一致时,轴力为正;反之为负。
应力是一个矢量,通常将其分解为与截面垂直的分量σ和与截面相切的分量τ。
σ称为正应力;τ称为切应力。
应力的的单位为Pa,1Pa=1N/m^2,工程实践中常用MPa、GPa来表示应力。
1MPa=10^6Pa;1GPa=10^9Pa
应力的正负号规定:
正应力:拉应力为正;压应力为负。
切应力:使其对作用部分产生顺时针转动趋势者为正;反之为负。
正应力的计算公式:
式中:A为杆横截面面积。
斜截面上的应力:
若杆件横截面积为A,则斜截面面积为:
斜截面上的应力(全应力)计算:
将斜截面上的全应力沿截面法向与切向分解,可得斜截面上正应力和切应力:
斜截面的正应力计算步骤:
1)先计算斜截面上的应力(全应力);
2)再将斜截面上的应力分解为斜截面上的正应力和切应力。
例1:
如下图所示,钢板为两块由斜焊缝焊接而成,受拉力F作用。已知:F=20kN,b=200mm,t=10mm,α=30°。试求焊缝内的应力。
解:分析可知,求焊缝内的应力实际上是求板(视为杆)的斜截面(α=30°)上的正应力和切应力。
横截面上的正应力:
斜截面上的正应力和切应力:
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