什么是擠壓破壞 工程力學(xué) 工程力學(xué)剪力方向怎么判斷

求工程力學(xué)基本知識(shí)點(diǎn)，工程力學(xué)中的剪切與擠壓，在工程力學(xué)上，什么叫剪切力？怎樣判斷？

本文導(dǎo)航

• 工程力學(xué)必背理論
• 剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力計(jì)算公式
• 工程力學(xué)剪力方向怎么判斷

工程力學(xué)必背理論

結(jié)構(gòu)按其幾何特征分為三種類(lèi)型：（1）桿系結(jié)構(gòu)：由桿件組成的結(jié)構(gòu)。桿件的幾何特征是其長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于橫截面的寬度 和高度。 （2）薄壁結(jié)構(gòu)：由薄板或薄殼組成。薄板或薄殼的幾何特征是其厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于另兩個(gè) 方向的尺寸。 （3）實(shí)體結(jié)構(gòu)：由塊體構(gòu)成。其幾何特征是三個(gè)方向的尺寸基本為同一數(shù)量級(jí)。 結(jié)構(gòu)正常工作必須滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求。強(qiáng)度是指抵抗破壞的能力。剛度是指抵抗變形的能力。穩(wěn)定性是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件保持原有 的平衡狀態(tài)的能力。 第一章 力是物體之間相互的機(jī)械作用，這種作用使物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變，或使物體產(chǎn)生變形。力使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變的效應(yīng)稱為外效應(yīng)，而使物體發(fā)生變形的效應(yīng) 稱為內(nèi)效應(yīng)。 力的三要素：（1）力的大?。?）力的方向（3）力的作用位置 二力平衡公理作用于同一剛體上的兩個(gè)力成平衡的必要與充分條件是：力的大小相等，方向相反，作 用在同一直線上。 加減平衡力系公理在作用于剛體的任意力系中，加上或減去平衡力系，并不改變?cè)ο祵?duì)剛體作用效應(yīng)。 推論一力的可傳性原理 作用于剛體上的力可以沿其作用線移至剛體內(nèi)任意一點(diǎn)，而不改變?cè)摿?duì)剛體的效應(yīng)。@7. 力的平行四邊形法則 作用于物體上同一點(diǎn)的兩個(gè)力可以合成為作用于該點(diǎn)的一個(gè)合力，它的大小和方向由以 這兩個(gè)力的矢量為鄰邊所構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線來(lái)表示。 推論二三力平衡匯交定理 剛體受同一平面內(nèi)互不平行的三個(gè)力作用而平衡時(shí)，則此三力的作用線必匯交于一點(diǎn)。 @8.作用與反作用公理 兩個(gè)物體間相互作用力，總是同時(shí)存在，它們的大小相等，指向相反，并沿同一直線分 別作用在這兩個(gè)物體上。 第二章 平面匯交力系：平面匯交力系合成的結(jié)果是一個(gè)合力，合力的作用線過(guò)力系的匯交點(diǎn)，合力等于原力系中所有各力的矢量和。 可用矢量式表示為 (2-1)@10. 平面匯交力系的平衡的必要與充分的幾何條件是：力的多邊形自行封閉，或各力 矢的矢量和等于零。 第三章 @11.力F 點(diǎn)之矩定義為：力的大小F與力臂d 的乘積冠以適當(dāng)?shù)恼?fù)號(hào)，以符號(hào) (F)＝Fh（3－1） 通常規(guī)定：力使物體繞矩心逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，力矩為正，反之為負(fù)。 @12. 力矩的性質(zhì)： （1）力對(duì)點(diǎn)之矩，不僅取決于力的大小，還與矩心的位置有關(guān)。 （2）力對(duì)任一點(diǎn)之矩，不因該力的作用點(diǎn)沿其作用線移動(dòng)而改變，再次說(shuō)明力是滑移矢量。 （3）力的大小等于零或其作用線通過(guò)矩心時(shí)，力矩等于零。 @13. 合力矩定理 定理：平面匯交力系的合力對(duì)其平面內(nèi)任一點(diǎn)的矩等于所有各分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的代數(shù) （3－3）上式稱為合力矩定理。合力矩定理建立了合力對(duì)點(diǎn)之矩與分力對(duì)同一點(diǎn)之矩的關(guān)系。這 個(gè)定理也適用于有合力的其它力系。 第二節(jié) @14. 在力學(xué)中把這樣一對(duì)等值、反向而不共線的平行力稱為力偶，用符號(hào) 表示。兩個(gè)力作用線之間的垂直距離稱為力偶臂@15. 力偶對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)取決于：力偶中力的大小、力偶的轉(zhuǎn)向以及力偶臂的大小。 在平面問(wèn)題中，將力偶中的一個(gè)力的大小和力偶臂的乘積冠以正負(fù)號(hào)，(作為力偶對(duì)物體轉(zhuǎn) 動(dòng)效應(yīng)的量度，稱為力偶矩，用m (3-4)通常規(guī)定：力偶使物體逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，力偶矩為正，反之為負(fù)。 在國(guó)際單位制中，力矩的單位是牛頓?6?1米（N?6?1?6?1m）或千牛頓?6?1米（kN?6?1m）。 @15. 力偶對(duì)其作用面內(nèi)任一點(diǎn)的矩總等于力偶矩。所以力偶對(duì)物體的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)總?cè)Q 于偶矩（包括大小和轉(zhuǎn)向），而與矩心位置無(wú)關(guān)。 由上述分析得到如下結(jié)論： 在同一平面內(nèi)的兩個(gè)力偶，只要兩力偶的力偶的代數(shù)值相等，則這兩個(gè)力偶相等。這 就是平面力偶的等效條件。 根據(jù)力偶的等效性，可得出下面兩個(gè)推論： 推論1 力偶可在其作用面內(nèi)任意移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，而不會(huì)改變它對(duì)物體的效應(yīng)。 推論2 只要保持力偶矩不變，可同時(shí)改變力偶中力的大小和力偶臂的長(zhǎng)度，而不會(huì)改 變它對(duì)物體的作用效應(yīng)。 由力偶的等效性可知，力偶對(duì)物體的作用，完全取決于力偶矩的大小和轉(zhuǎn)向。 @16. 平面力偶系可以合成為一合力偶，此合力偶的力偶矩等于力偶系中各力偶的力偶 矩的代數(shù)和。 @17. 平面力偶系平衡的必要與充分條件：平面力偶系中所有各力偶的力偶矩的代數(shù)和 等于零。 @18. 力的平移定理：作用于剛體上的力可以平行移動(dòng)到剛體上的任意一指定點(diǎn)，但必 須同時(shí)在該力與指定點(diǎn)所決定的平面內(nèi)附加一力偶，其力偶矩等于原力對(duì)指定點(diǎn)之矩。 @19. 力的平移定理表明，可以將一個(gè)力分解為一個(gè)力和一個(gè)力偶；反過(guò)來(lái)，也可以將 同一平面內(nèi)一一個(gè)力和一個(gè)力偶合成為一個(gè)力。應(yīng)該注意，力的平移定理只適用于剛體，而 不適用于變形體，并且只能在同一剛體上平行移動(dòng)。 @20. 當(dāng)平面任意力系的主矢和主矩都等于零時(shí)，作用在簡(jiǎn)化中心的匯交力系是平衡力 系，附加的力偶系也是平衡力系，所以該平面任意力系一定是平衡力系。于是得到平面任意 力系的充分與必要條件是：力系的主矢和主矩同時(shí)為零。即 （3－11）用解析式表示可得 （3－12）上式為平面任意力系的平衡方程。平面任意力系平衡的充分與必要條件可解析地表達(dá) 為：力系中各力在其作用面內(nèi)兩相交軸上的投影的代數(shù)和分別等于零，同時(shí)力系中各 其作用面內(nèi)任一點(diǎn)之的代數(shù)和也等于零。平面任意力系的平衡方程除了由簡(jiǎn)化結(jié)果直接得出的基本形式（3－12）外，還有二矩 （3－13）其中矩心A、B 兩點(diǎn)的連線不能與x 軸垂直。 三矩式平衡方程形式： （3－14）其中A、B、C 三點(diǎn)不能共線。 由（3－12）式得 (3－15)由（3－13）式得 （3－16）其中兩個(gè)矩心A、B 的連線不能與各力作用線平行。 平面平行力系有兩個(gè)獨(dú)立的平衡方程，可以求解兩個(gè)未知量。 圖3－25 作用于物體上的主動(dòng)力的合力 Q，不論其大小如何，只要其作用線與接觸面公法線間 的夾角α不大于摩擦角φ 第五章@21. 截面法求內(nèi)力的步驟可歸納為: （1）截開(kāi):在欲求內(nèi)力截面處,用一假想截面將構(gòu)件一分為二。 （3）平衡:根據(jù)保留部分的平衡條件,確定截面內(nèi)力值。@22.軸力N 方向與截面外法線方向相同為正，即為拉力；相反為負(fù)，即為壓力。 @23. 任一截面上的軸力的數(shù)值等于對(duì)應(yīng)截面一側(cè)所有外力的代數(shù)和，且當(dāng)外力的方向 稱為n—n截面上的扭矩。 桿件受到外力偶矩作用而發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形 時(shí)，在桿的橫截面上產(chǎn)生的內(nèi)力稱扭矩（T） 單位：Nm 或KNm。 符號(hào)規(guī)定：按右手螺旋法則將T 表示為 矢量，當(dāng)矢量方向與截面外法線方向相同為 正（圖5-9c）；反之為負(fù)（圖5-9d）。 圖5-9 @24. 任一截面上的扭矩值等于對(duì)應(yīng)截面一側(cè)所有外力偶矩的代數(shù)和，且外力偶矩應(yīng)用 右手螺旋定則背離該截面時(shí)為正，反之為負(fù)。 @25. 圖5-12 剪力與彎矩的符號(hào)規(guī)定：剪力符號(hào)：當(dāng)截面上的剪力使分離體作順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為正；反之為負(fù)。如圖 5-13a 所示。彎矩符號(hào)：當(dāng)截面上的彎矩使分離體上部受壓、下部受拉時(shí)為正，反之為負(fù)。如圖5-13b 所示。 例5-4 試求圖5-14（a）所示外伸梁指定截面的剪力和彎矩。 圖5-14 由上述剪力及彎矩計(jì)算過(guò)程推得：任一截面上的剪力的數(shù)值等于對(duì)應(yīng)截面一側(cè)所有外力在垂直于梁軸線方向上的投影的 代數(shù)和，且當(dāng)外力對(duì)截面形心之矩為順時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)外力的投影取正，反之取負(fù)； 任一截面上彎矩的數(shù)值等于對(duì)應(yīng)截面一側(cè)所有外力對(duì)該截面形心的矩的代數(shù)和，若取左 側(cè)，則當(dāng)外力對(duì)截面形心之矩為順時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)取正，反之取負(fù)；若取右側(cè)，則當(dāng)外力對(duì)截 面形心之矩為逆時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)取正，反之取負(fù)；即 （5-3），桿的不同截面上有不同的軸力，而對(duì)桿進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要以桿內(nèi)最大的軸力為計(jì)算 依據(jù)，所以必須知道各個(gè)截面上的軸力，以便確定出最大的軸力值。這就需要畫(huà)軸力圖來(lái) 解決。 軸的不同截面上有不同的扭矩，而對(duì)軸進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，要以軸內(nèi)最大的扭矩為計(jì)算依 據(jù)，所以必須知道各個(gè)截面上的扭矩，以便確定出最大的扭矩值。這就需要畫(huà)扭矩圖來(lái)解 集中力作用處的橫截面，軸力圖及剪力圖均發(fā)生突變，突變的值等于集中力的數(shù)值;集中力偶作用的橫截面，剪力圖無(wú)變化，扭矩圖與彎矩圖均發(fā)生突變，突變的值等于集中力 偶的力偶矩?cái)?shù)值。 畫(huà)內(nèi)力圖的一些規(guī)律如下： 集中力P作用處：剪力圖在P 作用處有突變，突變值等于P。彎矩圖為一折線， 集中力偶作用處：剪力圖在力偶作用處無(wú)變化。彎矩圖在力偶作用處有突變，突變值等于集中力偶。 第六章 內(nèi)力在截面上的某點(diǎn)處分布集度，稱為該點(diǎn)的應(yīng)力。 設(shè)在某一受力構(gòu)件的 截面上，圍繞K點(diǎn)取為面積 上的內(nèi)力的合力為 時(shí)，上式的極限值dA dF lim(6-1) 圖6-1 即為K點(diǎn)的分布內(nèi)力集度，稱為K 點(diǎn)處的總應(yīng)力。 分解成垂直于截面的分量 和相切與截面的分量。由圖中的關(guān)系可知 sin 稱為正應(yīng)力，稱為剪應(yīng)力。在國(guó)際單位制中，應(yīng)力的單位是帕斯卡，以 Pa（帕） 表示，1Pa=1N/m 。由于帕斯卡這一單位甚小，工程常用kPa（千帕）、MPa（兆帕）、GPa（吉帕）。1kPa=10 Pa。@@橫截面上的正應(yīng)力為: (6-2)式中為橫截面面積， 注意：由于加力點(diǎn)附近區(qū)域的應(yīng)力分布比較復(fù)雜，式（6-2）不在適用，其影響的長(zhǎng)度不大于桿的橫向尺寸。 @@斜截面上的正應(yīng)力如圖6-3(a)為一軸向拉桿，取左段（圖6-3b），斜截面上的應(yīng)力 也是均布的，由平衡條件知斜截面上內(nèi)力的合力 截面面積為A，則sec coscos sinsin (6-3)其中角 及剪應(yīng)力 符號(hào)規(guī)定：自軸x轉(zhuǎn)向斜截面外法線n 為逆時(shí)針?lè)较驎r(shí) 符號(hào)規(guī)定相同。由式（6-3）可知， 均是角的函數(shù)，當(dāng) 時(shí)，即在平行與桿軸的縱向截面上無(wú)任何應(yīng)力。 圖6-3 @@橫力彎曲時(shí)，彎矩隨截面位置變化。一般情況下，最大正應(yīng)力 max 發(fā)生于彎矩最大的橫截面上矩中性軸最遠(yuǎn)處。于是由式（6-6）得 maxmax max max，則上式可寫(xiě)為 maxmax 若截面是直徑為d的圓形，則 32 若截面是外徑為D、內(nèi)徑為d 的空心圓形，則 曲線的特點(diǎn)，對(duì)照其在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變形特征，將其整個(gè)拉伸過(guò)程依次分為彈性、屈服、強(qiáng)化和頸縮4 個(gè)階段。 應(yīng)力變化很小，應(yīng)變顯著增大的現(xiàn)象稱為材料的屈服或流動(dòng)。經(jīng)過(guò)屈服階段以后，應(yīng)力 又隨應(yīng)變?cè)龃蠖黾樱@種現(xiàn)象稱為材料的強(qiáng)化。在常溫下，將材料預(yù)拉到強(qiáng)化階段后卸 載，然后立即再加載時(shí)，材料的比例極限提高而塑性降低的現(xiàn)象，稱為冷作硬化。 工程上用于衡量材料塑性的指標(biāo)有延伸率（ ）和斷面伸縮率（ （1）延伸率100 -------原標(biāo)距長(zhǎng)度。（2）斷面收縮率 100 %的材料稱為塑性材料，如合金鋼、鋁合金、碳素鋼和青銅等； %的材料稱為脆性材料，如灰鑄鐵、玻璃、陶瓷、混凝土和石料等。 2．其他塑性材料 6-19是在相同條件下得到的錳鋼、硬鋁、退火球墨鑄鐵和青銅 曲線。由這種曲線可知，這種材料與低碳鋼相同點(diǎn)為斷裂后都具有較大的塑性變形；不同點(diǎn)為這些 材料都沒(méi)有明顯的屈服階段，所以測(cè)不到 。為此，對(duì)這類(lèi)材料，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，取對(duì)應(yīng)于試件產(chǎn)生0.2%的塑性應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力值（ ）作為名義屈服強(qiáng)度。平面圖形（圖6-24），其面積為A ，在坐標(biāo)（ ）處，取微面積zdA dA 軸的面積矩，簡(jiǎn)稱面矩（或靜矩）。則將zdA遍及整個(gè)圖形面積A 的積分，稱為圖形對(duì) 表示，即同理有 （6-18）若平面圖形為一等厚均質(zhì)薄片，其形心坐標(biāo)為 （6-19）由式（6-19）可知，圖形對(duì)過(guò)其形心坐標(biāo)軸的面矩為零；面矩不僅與圖形面積有關(guān)，而 且還與參考軸的位置有關(guān)。面矩可以是正值、負(fù)值或零，面矩的常用單位為毫米 軸的慣性矩。則將dA 遍及整個(gè)圖形面積A的積分，稱為圖 表示，即同理有 （6-22）由式（6-22）可知，圖形對(duì)其所在平面內(nèi)任一點(diǎn)的極慣性矩 ，等于其對(duì)過(guò)此點(diǎn)的任一對(duì)正交軸y 之和。由式（6-20）和（6-21）可知，慣性矩和極慣性矩總是正值。其常用單位為毫米 （6-24）同理可得，材料在純剪切應(yīng)力狀態(tài)下的切應(yīng)力強(qiáng)度條件 （6-25）由式（6-1）和(6-25)得，拉（壓）桿的正應(yīng)力強(qiáng)度條件為 maxmax （6-26） 由式（6-1）和(6-25)得，梁彎曲的正應(yīng)力強(qiáng)度條件為 maxmax （6-27） 矩形截面桿，作用于自由端的集中力P 位于桿的縱向?qū)ΨQ面Oxy 內(nèi)，并與桿的軸線x sin在軸向分力 單獨(dú)作用下，桿將產(chǎn)生軸向拉伸，桿橫截面上各點(diǎn)的拉應(yīng)力均布（圖6-37b），其值為 單獨(dú)作用下，桿將在Oxy內(nèi)發(fā)生平面彎曲，其彎矩方程為 由疊加原理便得橫截面上任一點(diǎn)的總應(yīng)力沿其高度方向的變化規(guī)律，如圖6-37(d)（或 6-37e）所示，其值為 11 固定端右側(cè)相鄰橫截面為危險(xiǎn)截面，危險(xiǎn)點(diǎn)位于其上邊緣或下邊緣處。上邊緣或下邊緣各點(diǎn)分別產(chǎn)生最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力，其值分別為 maxmax max （6-30）單向偏心壓縮 （6-31）偏心壓縮時(shí)的中性軸不再通過(guò)截面形心，最大正應(yīng)力和最小正應(yīng)力分別發(fā)生在橫截面上 距中性軸N—N 最遠(yuǎn)的左、右兩邊緣上，其計(jì)算公式為 minmax 構(gòu)件擠壓面上的平均擠壓應(yīng)力為bs bs bs （6-37）擠壓強(qiáng)度條件為 bsbs bs bs 為材料的許用擠壓應(yīng)力；bs 壓面積，當(dāng)接觸面為平面時(shí)，bs 就是接觸面面積；當(dāng)接觸面為圓柱面時(shí)，以圓柱面的正投影作為 bs 。如圖6-46，dt 段：剪力圖水平線；彎矩圖斜直線（剪力為正斜向下，傾斜量等于此段剪力圖面積）。 集中荷載作用點(diǎn)：剪力圖有突變（突變方向與荷載方向相同，突變量等于荷載的大?。?；彎 矩圖有尖點(diǎn)（尖點(diǎn)方向與荷載方向相同）。

剪切應(yīng)力和擠壓應(yīng)力計(jì)算公式

然而圖1是6個(gè)鉚釘，而圖二是3個(gè)鉚釘。。。所以一個(gè)f/96.一個(gè)是f/3

工程力學(xué)剪力方向怎么判斷

剪切力是能夠使材料產(chǎn)生剪切變形的力。

判斷是否“剪切”的關(guān)鍵是材料的橫截面是否發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。

因此，菜刀切菜不是剪切現(xiàn)象（因蔬菜的橫截面沒(méi)有發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)），而用剪刀剪指甲則是（指甲的橫截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。注：用指甲剪剪指甲不是一種剪切現(xiàn)象，雖然它同樣能把指甲剪下來(lái)。它屬于擠壓變形）。

“剪切力”的來(lái)源，當(dāng)然是壓力造成的。也可以說(shuō)，剪切力是一種特殊形式的壓力。

擴(kuò)展資料

剪力墻結(jié)構(gòu)利用建筑的內(nèi)墻或外墻做成剪力墻以承受垂直和水平荷載的結(jié)構(gòu)。剪力墻一般為鋼筋混凝土墻，高度和寬度可與整棟建筑相同。因其承受的主要荷載是水平荷載，使它受剪受彎，所以稱為剪力墻。剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度很大，變形小，既承重又圍護(hù)，適用于住宅和旅游等建筑。

剪力墻防震特點(diǎn)：地震時(shí)，由于地震波的作用產(chǎn)生地面運(yùn)動(dòng)，通過(guò)房屋基礎(chǔ)影響上部結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動(dòng)，房屋振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力就是地震荷載。地震波可能使房屋產(chǎn)生垂直振動(dòng)與水平振動(dòng)，但一般對(duì)房屋的破壞主要是由水平振動(dòng)引起，因此，設(shè)計(jì)中主要考慮水平地震力。

地震荷載是慣性力，因此它的大小除了和結(jié)構(gòu)的質(zhì)量有關(guān)外，還和結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，通常把結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)(各質(zhì)點(diǎn)的位移、速度、加速度)稱為地震反應(yīng)。

地面運(yùn)動(dòng)情況可以由地面加速度波形來(lái)描述，不同的地震、不同的場(chǎng)地、不同的震中距都會(huì)產(chǎn)生不同的地面運(yùn)動(dòng)。據(jù)觀測(cè)，在巖石等堅(jiān)硬地基中，地震波的卓越周期大約是0.1∽0.3秒左右，而在深層軟土地基中，其卓越周期可能達(dá)到1.5∽2秒。

這樣的周期與一般的建筑物周期(0.3∽3秒)相當(dāng)接近，因而一般建筑物的地震反應(yīng)比較明顯，在達(dá)到一定震動(dòng)強(qiáng)度時(shí)，很容易引起震害。

高層建筑具有較長(zhǎng)的自振周期，容易跟地震波中的長(zhǎng)周期分量發(fā)生共振。大量震害表明：與低層建筑相比，高層建筑受地震影響的范圍更廣一些，振害后果也更嚴(yán)重一些，特別在軟土地基上。

參考資料來(lái)源：百度百科-剪切力