杆件变形的四种基本形式

杆件变形的四种基本形式

(1) 轴向拉伸或轴向压缩 当杆件受到沿轴线方向的外力作用时,杆件将产生轴向伸长或缩短,这种变形称为轴向拉伸或轴向压缩变形,如图3-3所示。

图3-4

(2) 剪切 当杆件受到一对相距很近、大小相等、方向相反、作用线垂直于杆件轴线的外力作用时,杆件横截面将沿着外力作用方向发生相对错动,这种变形称为剪切变形,如图3-4所示。

图3-4

(3) 扭转 在一对大小相等、转向相反、作用面垂直于杆件轴线的外力偶作用下,杆件的相邻横截面将绕轴线发生相对转动,杆件表面的纵向线将变成螺旋线,而轴线仍为直线,这种变形称为扭转,如图3-5所示。工程中习惯上将以扭转变形为主的构件称为轴,其中以圆轴的应用最广,例如钻机的钻杆、皮带轮的传动轴等。

图3-5

(4) 平面弯曲 在横向外力或一对力偶矩大小相等、转向相反、作用面在杆件纵向平面内的外力偶作用下,杆件的相邻横截面将绕垂直于杆轴线的轴发生相对转动,杆轴线将由直线变成曲线,这种变形称为平面弯曲,如图3-6所示。弯曲变形是日常生活和工程实际中常见的一种变形形式,习惯上把以弯曲变形为主要变形的构件称为受弯构件,梁是工程中最常见的受弯构件。

图3-6

常见的杆件变形的组合变形形式

在实际工程中,许多杆件的受力情况都比较复杂,杆件发生的变形往往并不只是某一种基本变形。在复杂的荷载作用下,杆件发生的变形会同时包含几种基本形式的变形,当几种变形所对应的应力属同一量级时,不能忽略,我们通常把杆件发生的这类由两种或两种以上的基本变形组合而成的变形称为组合变形。

工程中常见的组合变形有斜弯曲、偏心压缩(拉伸)、弯扭组合、拉(压)弯组合等。

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