轴向拉（压）杆的内力工程力学轴向拉（压）杆的内力1.1拉杆与压杆在工程实际中，将主要承受轴向拉伸或压缩的杆件称为拉杆或压杆。如结构中的二力构件、工作时的活塞杆（见图5-1）、桁架中的各杆（见图5-2）。图5-1轴向拉（压）杆的内力上述各杆具有共同的受力特点：作用在杆端各外力的合力作用线与杆的轴线重合。杆的变形特点为沿轴线方向伸长或缩短。图5-2轴向拉（压）杆的内力1.2轴力轴力的概念1.轴力是指作用线在轴线上的内力，用FN或N表示。如图5-3（a）所示的拉杆AB，采用截面法求杆件某横截面上的轴力时可按以下的步骤进行。图5-3轴向拉（压）杆的内力工程力学轴向拉伸和压缩第5章(1)用1—1截面将杆件假想地截为两段，如图5-3（b）、（c）所示。(2)取AC段为研究对象，根据平衡可知，在留下部分的1—1截面上的内力必然也作用在杆的轴线上，即为轴力。由平衡方程∑Fix=0可得FN－P=0，即FN=P。(3)取CB段为研究对象，同理可得F′N=P。显然，FN和F′N构成作用力和反作用力的关系，故求得FN之后，F′N即可直接写出。轴向拉（压）杆的内力综上所述，某截面上的轴力在数值上等于截面任意一侧的轴向外力的代数和，即FN=左或右侧∑Fi（5-1）式中，FN为拉（压）杆某截面上的轴力；Fi为轴向外力。为了明确表示杆件在横截面上是受拉还是受压，并保证任取一侧所求结果相同，通常规定轴力带有正负号，即使截面受拉的轴力为正、受压的轴力为负。同时规定使截面受拉的外力为正，受压的外力为负。轴向拉（压）杆的内力内力图2.内力沿轴线变化规律的函数图形，称为内力图。即用与杆件轴线平行的x轴表示截面位置，与杆件轴线垂直的轴表示内力值，所画出的整个构件各截面内力值的图。内力图的作图步骤如下。(1)外力分析，即求出约束反力后由外力确定变形形式。(2)选坐标，列内力方程。(3)根据内力的函数方程作图。轴向拉（压）杆的内力为了简捷、直观、正确地作出内力图，可以假想用一个刚性屏蔽面将杆件的弃去部分屏蔽起来，免去用假想截面将杆件切开的过程，而直接对未屏蔽的部分进行受力分析，根据未屏蔽部分的外力求出截面上的内力大小及正负。轴向拉（压）杆的内力轴力图3.当杆件受到多个沿轴线的外力作用而处于平衡状态时，杆件各横截面上轴力的大小、方向将有差异。为直观地表示各横截面轴力变化的情况，所画出轴力沿轴线变化的图形称为轴力图。轴向拉（压）杆的内力【例5-1】轴向拉（压）杆的内力图5-4轴向拉（压）杆的内力（3）作轴力图。杆的轴力图如图5-4（f）所示。画轴力图应注意：轴力图应封闭；图中直线表示截面位置对应的轴力数值，因此，应垂直于轴线，而不是斜线，画时亦可省略；轴力图应标出轴力数值、正负号、单位。谢谢观看！工程力学
