材料力学中,通常把杆件受到外力作用时产生的基本变形归纳为四种:轴向拉压、剪切、扭转、弯曲。它们的分类依据是:外力怎么作用 → 横截面上产生什么内力 → 构件发生什么变形 → 产生什么应力。它们是从受力—内力—变形—应力这个角度来说的。
分析如下:
· 拉、压:外力沿杆件轴线作用→横截面上产生轴力→构件沿轴向伸长或缩短→主要是正应力。拉和压方向相反,通常合称“轴向拉压”。
· 剪:一对大小相等、方向相反、相距很近的横向力作用→横截面上产生剪力→截面之间发生相对错动→主要是切应力。
· 扭:外力偶矩作用在垂直于杆轴的平面内→横截面上产生扭矩→截面绕轴线相对转动→ 主要是切应力。
· 弯:横向力或力偶使杆轴线变弯→横截面上主要产生弯矩,常伴随剪力→弯曲→正应力是主要应力。
从“内力分量”看,杆件横截面上一般有轴力N、剪力Fs、扭矩T、弯矩M;拉压对应N,剪对应Fs,扭对应T,弯对应M(弯曲常伴随剪力)。从“变形”看:拉压是轴向线变形;剪是截面相对错动;扭是绕轴转角;弯是轴线挠曲和截面转角。从“应力”看:拉压产生正应力,剪和扭产生切应力,弯曲主要产生正应力(通常伴随切应力)。