軸力的物理量單位是什麼

1. 基坑軸力計算時，單位KN/m是什麼意思為什麼不是應力的單位

力的作用點可以理解為任意一點，所以只會產生應力，而沒有力矩，力矩=力*距離，沒有距離沒有力矩！

2. 鋼支撐通過測量頻率計算軸力值單位是kN，設計單位是kN/m，為什麼還要把測算值乘以作用間距

因為這是需要2倍的計算公式

3. 高分懸賞：畫受力簡圖，並計算薄弱處受到的應力

根據上述現象可以得出如下的結論：

1．各橫線代表的橫截面在變形後仍為平面，仍垂直於桿軸，只是沿軸向作相對的移動。

2．各縱線代表的桿件的縱向纖維都伸長了相同的長度。

根據材料的均勻連續假設，當變形相同時，受力也相同，因而知道橫截面的內力是均勻分布的，且方向垂直於橫截面，由此可得出結論：軸向拉伸時，桿件橫截面上處產生正應力，且大小相等，若用A表示橫截面的面積，N表示該截面的軸力，則正應力的計算公式為：σ＝N/A。

當桿軸受壓縮時，公式同樣適用，只是此時的軸力應為負數。另外，在應用公式時桿的截面積應相同，即應為等截面直桿，否則應分段考慮。

例12-1：如圖12.1.2a所示一變截面直桿，橫截面為圓形，d1＝200mm，d2＝150mm，承受軸向載荷F1＝30kN，F2＝100kN的作用，試求各段截面上的正應力。

圖12.1.2a 圖12.1.2b

解：1）計算軸力：AB段的軸力：NAB＝－F2＋F1＝－70kN（壓）

BC段的軸力：NBC＝F1＝30kN（拉）

畫出軸力圖如圖12.1.2b所示。

2）求橫截面面積

AB段的橫截面積：
BC段的橫截面積：

3）計算各段正應力

AB段的正應力：
BC段的正應力：

負號表示AB上的應力為壓應力。

二、材料的強度極限

前面討論了桿件橫截面的正應力，要判斷它會不會破壞，還需要知道材料的承受能力，這就需要了解材料的力學性能，即在外力作用下材料所表現出來的物理性質，又叫材料的機械性能。

(一)低碳鋼在軸向拉伸時的力學性能

低碳鋼拉伸時的力學性能用實驗的方法研究。實驗時採用國家規定的標准試件，試件的幾何尺寸如圖12.1.3所示，試件中間工作部分的長度叫標距l。

圖12.1.3

將試件夾在實驗機 （圖12.1.4）上，逐漸增加拉力後試件逐漸伸長，記錄拉力P和伸長量 的數值，直到拉斷為止。以拉力為縱坐標伸長量為橫坐標，將兩者的關系按一定的比例繪製成曲線，稱為拉伸圖，如圖12.1.5所示。由於伸長量與標距及橫截面的大小有關，使得相同的材料由於試件的尺寸不同得到的拉伸圖也不同。為消除截面積和標距的影響，將縱坐標除截面積，用應力來表示，橫坐標除以標距，用應變來表示。這樣的曲線稱應力應變圖，如圖12.1.6所示。一般實驗機上都有自動的繪制裝置，在實驗過程中能自動繪出拉伸圖。

圖12.1.4萬能材料試驗機

圖12.1.5拉伸圖
圖12.1.6應力應變圖

整個拉伸過程是連續的，為了研究的方便，將拉伸分為四個階段，即彈性階段、屈服階段、強化階段、頸縮階段。

1.彈性階段

圖中OB段，在彈性階段時應力和應變成正比，應力應變圖為一段斜線，把彈性階段的最高點對應的應力叫彈性極限。用σp來表示。

2.屈服階段

圖中BC段，當應力超過彈性極限時，應變增加很快，應力在很小的范圍內波動，應力應變圖中是一段接近水平的鋸齒形。這種應力基本不變應變顯著增加，好象材料對外力屈服一樣的階段稱屈服階段。其中應力的最小值稱屈服極限。用σs來表示。

材料達到屈服極限時，由於發生了較大的塑性變形，導致零件失效（不能正常工作）。45鋼的屈服級限約為360MPa。

3.強化階段

圖中CG段，屈服階段以後，材料重新產生了抵抗變形的能力，圖12.1.6中上凸的曲線表明若要試件繼續變形，必須增加應力，這一階段稱強化階段。曲線最高點G所對應的應力稱為強度極限，以σb表示。45鋼的強度級限約為610MPa。

4.頸縮階段

圖GH段， 當應力到達強度極限之後，在試件薄弱處將發生急劇的局部收縮，出現「頸縮」現象。如圖12.1.7所示。由於頸縮處截面面積減小，試件繼續變形所需的拉力P也相應減少，用原始截面面積A算出的應力值也隨之下降，曲線出現了GH段形狀。至H點試件被拉斷。

圖12.1.7頸縮現象上述低碳鋼拉伸的四個階段中，有三個有關強度性質的指標，即比例極限σp、屈服極限σs和強度極限σb，σp表示了材料的彈性范圍；σs是衡量材料強度的一個重要指標，當應力達到σs時，桿件產生顯著的塑性變形，使得無法正常使用；σb是衡量材料強度的另一個重要指標，當應力達到σb時，桿件出現頸縮並很快被拉斷。

（二）塑性指標

試件斷列裂後，變形中的彈性部分隨著荷載的消失而消失了，塑性變形殘留了下來，試件斷裂後所遺留下來的塑性變形的大小，常用來衡量材料塑性性能。塑性性能的指標有兩個，分別是伸長率δ和截面收縮率ψ。

1.伸長率δ

試件拉斷後的標距長度l減去原來的標距長度l，除以原標距l的百分比，叫伸長率。

45鋼的伸長率為16%。工程上按伸長率的大小將材料分為兩類， %的材料稱塑性材料，如低碳鋼、鋁、銅等； %的材料稱脆性材料，如鑄鐵、玻璃、石料等。

2、斷面收縮率ψ

試件斷裂後斷裂處的最小截面積用A1來表示，則斷面收縮率

45鋼的斷面收縮率為40%。

(三)鑄鐵拉伸時的力學性能

鑄鐵是典型的脆性材料，其拉伸時的應力應變圖見圖12.1.8所示，圖中沒有明顯的直線部分， 從很低應力水平開始就是曲線，採用割線彈性模量。沒有屈服、強化、局部變形階段，斷裂時的應力就是強度極限σb，強度極限σb是脆性材料的唯一的強度指標 。鑄件的伸長率非常小，拉伸強度σb基本上就是試件拉斷時橫截面上的真實應力。
圖12.1.8

（四）低碳鋼壓縮時力學性能

圖12.1.9中的 實線為低碳鋼壓縮時的應力應變曲線，虛線為其拉伸時的應力應變圖，比較兩者可以發現，在屈服階段以前兩曲線完全重合，在屈服階段以後，壓縮時的應力曲線是個無限向上的曲線。說明低碳鋼壓縮時的彈性極限、屈服極限同拉伸時的相同，壓縮時由於壓力增加，試件越壓越扁，因此沒有強度極限。



圖12.1.9

（五）鑄鐵壓縮時的力學性能

圖12.1.10是鑄鐵壓縮時應力應變曲線，與拉伸時相比較，形狀相似，但壓縮時的強度極限是拉伸時的4-5倍，伸長率也比拉伸時大，其他脆性材也有類似的性質，因此，脆性材料適用於受拉的構件。

鑄鐵被壓斷後，破壞面與軸線大致成45 -55 ，即在最大切應力所在的面上破壞，說明了鑄鐵的抗剪切強度低於抗拉壓強度。



圖12.1.10

三、許用應力

任何材料都有其能夠承受的最大的應力，我們稱為極限應力σlim，對於塑性材料，當應力達到屈服極限時，就發生顯著的塑性變形，導致零件的失效，因此應取屈服極限為極限應力；對於脆性材料，達到強度極限時引起斷裂，因此取強度極限為極限應力。即：

塑性材料：
脆性材料：
在實際工作中，有許多不利的因素無法估計，如其外力的作用、突然的振動沖擊等，設計零件時只滿足應力不超過極限應力不行的，往往需要留一定的安全儲備，規定一個許用應力[σ]，要求工作應力不僅小於材料的極限應力，而且要小於許用應力。不同工作場合，要求的安全儲備大小是不一樣的，重要的場合安全儲備必須大一點，安全儲備的大小用安全系數n來衡量，三者的關系如下：

安全系數S為大於1的數，確定安全系數必須考慮載荷的性質、材料的均勻程度、工作條件等。在一般工程中，脆性材料的均勻性較差，斷裂也比較突然，沒有明顯的「頸縮」，因此，脆性材料的安全系數應比塑性材料的大。

塑性材料：
脆性材料：
四、強度計算

軸向拉伸和壓縮時工作應力的最大值不得超過材料的許用應力，這就是軸向拉伸和壓縮時的強度條件。即：

式中：σmax表示最大工作應力；

N表示最大工作應力對應橫截面的軸力；

A表示最大工作應力對應橫截面的面積；

[σ]為材料的許用應力。

我們把有最大工作應力的截面稱為危險截面。顯然，強度條件只有對危險截面才有實際的意義。對於等直桿，軸力最大的截面正應力也最大；對於截面直徑變化的桿件，如階梯軸，當軸力相同時，截面積最小的截面正應力最大，但當軸力不同時，需要分段計算各段的應力後，通過比較得出最大的正應力，即找出危險截面。

根據強條件可以解決工程實際中有關強度的三類問題：

1．強度校核 已知N、A、[σ]，代入強度條件（式12-5）驗算工作時的最大應力σmax，如果小於材料的許用應力[σ]，強度即為合格。否則，強度不合格。

2．設計截面 已知N、[σ],可計算構件所需的截面積，即


根據A可進一步求出直徑d等其它尺寸。

3．確定許可載荷 已知A、[σ],可計算構件能夠承受的最大的軸力，即

例12-2：氣動夾具如圖12.1.11所示，已知氣缸內徑D=140mm，缸內氣壓p=0.6MPa，活塞桿材料為20鋼，[σ]=80MPa,試設計活塞桿的直徑，

解：活塞桿兩端受拉力，發生軸向拉伸變形，軸力可以由氣體的壓強求出，再利用N、[σ]就可以設計截面。

1．計算軸力

kN

2.設計截面

mm
根據 ，得出 mm

因此，取d mm

圖12.1.11

注意在解題目過程中，應首先判斷問題是要設計截面，然後設法去求軸力，軸力利用壓強可以求出，問題得到解決。另外要注意物理量的單位換算，當軸力、長度用N和mm時，應力的對應單位是MPa.

五、應力集中

等截面直桿受軸向拉伸和壓縮時，橫截面上的應力是均勻分布的。但許多構件的截面尺寸有突然的變化，例如圖12.1.12a、b所示的直桿上，橫截面尺 寸發生了突然的變化，此處的應力會不會是均勻分布的呢？經過理論的分析可以得出截面變化處應力的分布情況，可見在截面尺寸變化附近的局部區域內，應力的數值顯著增大，而在稍遠處又迅速降低趨於均勻。這種由於構件外形的變化而引起局部應力急劇增大的現象，稱為應力集中。

4. 力學基本單位是什麼

力學中的三個基本單位是m（米）、kg（千克）、s（秒），分別是長度、質量、時間的單位。

國際單位制規定了七個基本物理量，分別為長度、質量、時間、熱力學溫度、電流、光強度、物質的量。

它們的在國際單位制中的單位稱為基本單位，而物理量之間的關系式推導出來的物理量的單位叫導出單位。在力學中，質量、長度及時間作為基本物理量，其單位作為基本單位，分別為m（米）、kg（千克）、s（秒）。

力的分類

1、根據力的性質可分為：重力、萬有引力、彈力、摩擦力、分子力、電磁力、核力等。

2、根據力的效果可分為：拉力、張力、壓力、支持力、動力、阻力、向心力、回復力等。

3、根據研究對象可分為：外力和內力。

4、根據力的作用方式可分為：非接觸力（如萬有引力，電磁力等）和接觸力（如彈力，摩擦力等）。

5、四種基本相互作用（力）：引力相互作用，電磁相互作用，強相互作用，弱相互作用。

5. 什麼是軸力

與桿件軸線相重合的內力，稱為軸力，用符號FN表示。當桿件受拉時，軸力為拉力(Tension)，其指向背離截面；當桿件受壓時，軸力為壓力(Compression)，其指向截面。通常規定：拉力用正號表示，壓力用負號表示。

用節點法計算桁架軸力：

一個節點方程可求兩個未知力，一般從支座節點開始，依次進行。對於某節點去掉桿件沿桿件方向代之以力，可統一假設為拉力（求得力是負值就表示是壓力）。

(5)軸力的物理量單位是什麼擴展閱讀

一般有下面三種情況：

（1）無鉸梁段：一般要先算出粱段兩端截面處的彎矩值。

（2）梁段中間有一個鉸：因已知無外力偶矩的鉸處彎矩為零，只須另算一處截面的彎矩即可。

（3）梁段中間有兩個鉸：這兩鉸處的彎矩都為零，可直接按簡支梁彎矩圖特徵畫出彎矩圖。

6. 物理量的7個基本單位是什麼啊

長度 m

質量 kg

時間 s

電流 A

熱力學溫度 K

發光強度 cd

物質的量 mol

7. 請問開爾文公式中，各各物理量的單位是什麼

單位制包括基本單位和導出單位，規定的基本量的單位叫基本單位，國際單位制規定了七個基本物理量．分別為長度、質量、時間、熱力學溫度、電流、光強度、物質的量．他們在國際單位制中的單位分別為米、千克、秒、開爾文、安培、坎德拉、摩爾。

8. 物理中的基本單位有幾個分別是什麼

國際單位制中有七個基本的物理量單位：長度單位米(m),質量單位千克(kg),時間單位秒(s),溫度單位開爾文(K),電流單位安培(A),物質的量的單位摩爾(mol),發光強度單位坎德拉(cd).

9. 什麼是軸力

建築學中，與桿件軸線相重合的內力，稱為軸力，用符號FN表示。當桿件受拉時，軸力為拉力(Tension)，其指向背離截面；當桿件受壓時，軸力為壓力(Compression)，其指向指向截面（在建築幕牆中，特別框支承幕牆中，也表示為偏心受壓與偏心受拉）。通常規定：拉力用正號表示，壓力用負號表示。
軸力的單位為N或kN。