二、应力与强度

1．技术试验后的回顾与思考

前几项技术试验，让我们都思考了些什么问题呢？

首先，施加外力于构件，到构件产生形变，它们之间不是一个简单的因果关系，应考虑到构件的结构形状、构件的几何尺寸和构件的材料等影响因素。

其次，对于结构变形，只给以“结实”或“不结实”来评说是含糊的、不确切的。对于结构的受力与变形以及有关影响因素，应该有更科学的描述。

2．应力、强度

外力是构件发生变形的同时，构件内部分子之间随之产生一种抵抗变形的抵抗力，称为内力(图1-41)。内力。是用来抵抗外力与变形，并力图使变形部分复原的力。

图1-41内力与外力的关系

图中，F—外力，N—内力

作用在单位面积上的内力，称为应力。应力可用下式表示

σ=N/S               (1-3)

式中，N为内力，S为构件截面积。应力的计量单位为N/mm²或N/cm²。

物体结构承受外力是抵抗破坏的能力。以强度来表述。通常用应力来衡量强度，既科学又确切。

如在技术试验1中，多股绳比起单股绳来，前者受力面积大，即承受的应力小。应力小，变形就小，也就是抗变形能力大。换句话说，粗绳抗拉(力)强度大。在技术试验2中，厚梁比薄梁对致弯外力的承受能力强，就是抗弯强度大。

问题思考

在技术试验1中，材质相同、拉力相同，杆件(实例中是绳子)的内力是相同的，但是细的被拉断了，粗的没拉断。这说明，仅用外力或内力，无法说清楚构件“结实”或“不结实”。怎样利用应力的概念，来说清结实与不结实的问题呢？

阅读材料

我们都有这样的经验：同样粗的铁棍子要比木棍子结实。用技术术语来说，铁棍子比木棍子(同样截面积)强度大。为什么呢？因为铁材的分子搭配与排列，比木材的要紧密，所容许的最大应力要大。这个应力叫容许应力。

根据物体结构功能的不同需要，应该正确选择不同的材料，以构造坚固的结构。比如，根据棚室功能、规模的不同，荷载的不同，棚室构架要选择合适的材料去建造，有全钢的、全木的、砖混木的等。在选用构件材料时，应考虑它们的容许应力，并且还要考虑留有一定的强度储备。只有这样，才能保证结构的可靠性。

在这方面，你能根据自己的观察试举几例，作出联想吗？

技术实习

物体形状与强度

器材：一条布带子(如旧书包背带等)。

做法：

1．在带子两端施加拉力，感受并观察带子抗变形的情况。

2．在带子一侧剪出一个三角形豁口，重复做法1．

3．用剪刀讲带子的豁口加大，重做1，直至带子破坏。

4．讨论：用应力概念解释试验现象及结果。