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图1.1 - 12 5种基本变形
(a)拉伸变形；(b)压缩变形；(c)剪切变形；(d)扭转变形；(e)弯曲变形
2．内力
当构件在载荷作用下发生变形时，构件材料分子之间会产生反抗变形，力图使其恢复原
形的力，这就是内力。内力与引起内力的外载荷大小相等、方向相反。对应变形的5种形
式，内力的基本形式有：拉力、压力、剪力、弯矩和扭矩。
3．应力和应变
在载荷作用下，结构件截面单位面积上的内力叫做应力。如果内为是均匀分布的，则应
力等于截面上的内力除以截面面积。应力的基本形式有：拉应力、压应力和剪应力。
(1)正应力和正应变
正应力是拉应力和压应力的统称。正应力是垂直于所取截面的应力，即应力矢量沿截面
的法向方向，用符号盯表示，如图1.1-13 (b)所示。正应力矢量方向由截面向外指，代
16涡轮发动机飞机结构与系统
表的是拉应力，一般用+盯表示，拉应力是构件材料分子之间反抗被拉伸而产生的应力。正
应力矢量方向由外指向截面，代表的是压应力，一般用一盯表示，压应力是构件材料分子之
间反抗被压缩而产生的应力。它们的单位都是N／rri2 (Pa)。
对应正应力的应变称为正应变，用字母占来表示。正应变是结构件在拉伸（或压缩）
变形中产生的伸长量A/（或压缩量）和结构件原来长度￡之比：占：AL//，也就是单位长
度的伸长（或压缩）量。
(2)剪应力和剪应变
剪应力是平行于所取截面应力，即应力的矢量沿截面的切向方向，用符号丁表示，如图
1.1 -13 (b)所示。剪应力是构件材料分子之间反抗被剪切错动而产生的应力，它的单位
也是Nlm2 (Pa)。
对应剪应力的应变称为剪应变，用字母7来表示。剪应变是两个剪切面在剪切变形中产
生的错动量AS和两剪切面距离危之比：y=AS/h，也就是两个剪切面互相错动的角度，如
图1.1 - 14所示。
(b)
图1.1 - 13应力的概念
(b)
图1.1 - 14剪应变
4．剪力和弯矩
使结构件两个相距很近的截面发生相对移动错动的变形叫剪切变形，反抗剪切变形的内
力叫剪力，用字母Q来表示，如图1.1 -15 (a)历示。使结构件轴线曲率发生变化的变形
叫弯曲变形，反抗弯曲变形的内力叫弯矩，用字母M来表示，如图1.1-15 (b)所示。
在弯矩作用下，梁的截面上要产生拉、压正应力。在图1.1 -16中的弯矩作用下，梁构
件上部的材料被压缩，产生压应力；下部的材料被拉伸，产生拉应力。在被拉伸和被压缩的
材料之间，必定有一层既不缩短也不伸长的材料，这一层就叫做中性层，中性层与梁横截面
的交线叫中性轴。从图1.1 -16 (c)中梁截面上正应力的分布情况可以看到：离中性轴越
远的地方，正应力越大，中性层的正应力等于零。由此可知，承受弯矩作用时，结构件中离
中性层越远的材料起的作用越大，中性层的材料不起作用。
在剪力作用下，梁的截面上要产生剪应力。从图1.1 -17可以看到，剪应力在中性轴处
最大。图1.1 -17 (b)所示为由上下缘条和腹板组成的工字梁，腹板反抗剪切变形能力最
上篇飞机结构与机械系统17
F]
爿 B
(b)
图1.1 - 15剪力和弯矩
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囫∽
图1.1 - 16梁截面上正应力的分布
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涡轮发动机飞机结构与系统(ME-TA)上册(19)
