工程力學 節選

第6章 軸向拉伸與壓縮
　　6.1　軸向拉伸與壓縮的概念
如果在桿件兩端受到一對沿著桿件軸線，且大小相等，方向相反的外力作用時，桿件將發生軸向的拉伸或壓縮變形。當兩個外力相互背離桿件時，桿件受拉而伸長，稱為軸向拉伸。當兩個外力相互指向桿件時，桿件受壓而縮短，稱為軸向壓縮。因此，軸向拉（壓）桿件的受力特點是：作用在桿件上的外力（或外力的合力）的作用線與桿軸線重合。變形特點是：桿件沿軸向發生伸長或縮短。拉伸與壓縮變形是受力桿件中*簡單、*基本的變形形式，在工程實際中，有很多產生拉（壓）變形的桿件，如桁架結構中的桿件，吊橋及斜拉橋中的拉索，單立柱式橋墩，千斤頂的頂桿，房屋中的柱子及起重機的吊索等。
　　6.2　軸向拉（壓）桿的內力
　　6.2.1　內力的概念
桿件受到外力作用而變形時，其內部材料的顆粒之間因相對位置的改變而產生的相互作用力，稱為內力。內力是因外力而引起，當外力解除時，內力也隨之消失。內力的分析與計算是材料力學解決桿件的強度、剛度、穩定性等問題的基礎，所以必須研究桿件的內力。
　　6.2.2　截面法和軸力
桿件在外力作用下，其內部產生了相互作用的內力，為了顯示和確定內力的大小，可假想地用一平面將桿件在需求內力的截面處“切開”，使之分成兩部分，這樣就可以把兩部分在“切開”處互相作用的內力顯示出來，然后，再取其中一部分為研究對象，畫出其受力圖，根據靜力平衡條件求出桿件在“切開”處的內力，這種求內力的方法稱為截面法。
對于受軸向拉壓的桿件，由于外力的作用線與桿件的軸線重合，所以由此引起的內力的合力作用線也必然與桿的軸線重合，這種內力稱為軸力，其單位為牛（N）或于牛、（kN）。
為了便于區別拉力與壓力，規定：方向背離所作用截面的軸力為拉力，取正號；方向指向所作用截面的軸力為壓力，取負號。
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