第六节 杆件的基本变形

     工程实际中的构件是各种各样的，但按其几何特征大致可以简化为杆、板、壳和块体等。本书所研究的只是其中的杆件。所谓杆件是指其长度远大于其横向尺寸的构件。杆件在不同的外力作用下，其产生的变形形式各不相同，但通常可以归结为以下四种基本变形形式以及它们的组合变形形式

     1. 轴向拉伸或压缩
     杆件受到与杆轴线重合的外力作用时，杆件的长度发生伸长或缩短，这种变形形式称为轴向拉伸(图4-11(a))或轴向压缩(图4-11(b))。如简单桁架中的杆件通常发生轴向拉伸或压缩变形。

     2. 剪切
     在垂直于杆件轴线方向受到一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的力作用时，杆件横截面将沿外力作用方向发生错动(或错动趋势)，这种变形形式称为剪切(图4-11(c))。机械中常用的连接件，如键、销钉、螺栓等都产生剪切变形。

     3. 扭转
     在一对大小相等、转向相反、作用面垂直于直杆轴线的外力偶作用下，直杆的任意两个横截面将发生绕杆件轴线的相对转动，这种变形形式称为扭转(图4-11(d))。工程中常将发生扭转变形的杆件称为轴。如汽车的传动轴、电动机的主轴等的主要变形，都包含扭转变形在内。

p>      4. 弯曲
     在垂直于杆件轴线的横向力，或在作用于包含杆轴的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶作用下，直杆的相邻横截面将绕垂直于杆轴线的轴发生相对转动，杆件轴线由直线变为曲线，这种变形形式称为弯曲(图4-11(e))。如桥式起重机大梁、列车轮轴、车刀等的变形，都属于弯曲变形。凡是以弯曲为主要变形的杆件，称为梁。

     产生弯曲变形的梁除承受横向载荷外，还必须有支座来支撑它，常见的支座有三种基本形式：固定端、固定铰和活动铰支座，分别如图4-15(a)、(b)、(c)所示。根据梁的支撑情况，一般把梁简化为三种基本形式：悬臂梁、简支梁和外伸梁，分别如图4-16(a)、(b)、(c)所示。

     其他更为复杂的变形形式可以看成是某几种基本变形的组合形式，称为组合变形。如传动轴的变形往往是扭转与弯曲的组合变形形式等。