知识点一：拉伸与压缩变形

一、拉伸与压缩时的变形特点

1. 轴向拉压的受力特点:外力（外力的合力）作用线与杆的轴线重合。

2. 轴向拉压的变形特点：

（1）轴向拉伸：杆的变形沿轴向伸长，沿横向缩小。

（2）轴向压缩：杆的变形沿轴向缩短，沿横向变粗。

二、内力与应力

1. 外力：杆件受其它物体的力。

2. 内力：在外力作用下，杆件产生变形，杆件材料内部产生阻止变形的抗力，被称为内力。

（轴力垂直于横截面，并通过横截面的形心，这种内力称为轴力，其中正负判断为：拉力为正，压力为负。）

3. 内力的性质：由外力的作用引起，随外力的增大而增大，反之。

4. 求内力的方法：截面法。

5. 轴力图的绘制：注意正负。

6. 应力：单位面积上的内力。

杆件轴向拉伸和压缩时，应力方向垂直于截面，称为正应力，用符号σ表示。

σ=FN/A 单位：兆帕（MPa）1MPa=106Pa

三、轴向拉伸（压缩）时的变形

1.杆件在轴向拉伸时，将引起轴向尺寸伸长和横向尺寸的缩短；轴向压缩时相反。

2.纵向变形：（1）绝对变形：ΔL=L1（伸长后）-L （原长）

（2）相对变形：单位长度的变形。ε=ΔL/L

3.横向变形：（1）绝对变形：Δb=b1（伸长后）-b

（2）相对变形：单位长度的变形。ε1=Δb/b

4.泊松比：μ=ε1/ε 是材料的固有弹性常数。

5.虎克定律： σ=Eε（E为材料常数，称为弹性模量，单位Pa）

ΔL=FL/EA

知识点2 拉伸与压缩时材料的力学性能

一、低碳钢拉伸与压缩的力学性能

1.低碳钢拉伸时的力学性能（应力-应变曲线图）（识记）

（1）弹性阶段：oaa,段，oa段为一直线，应力σ与应变ε成正比，a点所对应的应力值σp称为材料的比例极限。

（2）屈服阶段：bc 段，σs称为屈服极限，表示抵抗破坏能力的强弱，数值越大，其抵抗能力越强。

（3）强化阶段：cd段，σb称为强度极限，该点为材料拉断前所承受的最大拉应力。

（4）颈缩阶段：de段，在e点时，该材料被拉断。

2.低碳钢压缩时的力学性能（低碳钢压缩时应力-应变曲线）

低碳钢压缩时的比例极限、弹性极限、屈服极限等与拉伸时相同，在屈服阶段后，材料压扁，压缩曲线上偏，但不会断裂。

二、铸铁拉伸压缩时的力学性能

1.铸铁的抗拉强度较低，抗压强度约是抗拉强度的4到5倍，其抗压性能远大于抗压性能。

2.铸铁材料压断时，其断口与轴线成450。

3.铸铁拉伸时的断裂是突然的，衡量铸铁强度的唯一标准是抗拉强度。

4.铸铁不适合做承受拉应力的杆件，适合做承压的基础零件，如机床床身，箱体类零件。

三、塑性与冷作硬化

1.塑性：材料在外力作用下，能产生永久变形而不断裂的能力。

（1）断后伸长率δ=(L1-L0)/L0×100％

（2）断面收缩率ψ=(A0-A1)/A0×100％

通常把δ>5%材料称为塑性材料，把δ<5%材料称为脆性材料。

2.冷作硬化：材料一经受力进入强化阶段，然后卸载，则重新加载时其比例极限和屈服极限将会提高，而断裂后的塑性变形将减小。（可以用来强化钢材）