轴力计算公式

更新时间:2026-10-01 05:26:57 栏目: 育儿综合

轴力是指作用于杆件轴线方向的内力。

计算轴力的基本方法是截面法，以下为其详细介绍及相关公式：截面法计算轴力步骤及公式推导截开杆件：在需求轴力的截面处，假想地将杆件截成两部分。

选取研究对象：任取其中一部分为研究对象。

假设取左段为研究对象，若右段对左段有作用力，根据作用力与反作用力定律，左段对右段也有大小相等、方向相反的反作用力。

列平衡方程求解轴力：设轴力为N NN，对于处于平衡状态的研究对象，在杆件轴线方向上的合力应为零，即∑ F x = 0 \sum F_{x}=0∑Fx=0 。

以水平方向为例，若作用在研究对象上沿杆件轴线方向的外力有F 1 , F 2 , ⋯ F_1,F_2,\cdotsF1,F2,⋯ ，那么轴力N NN与这些外力满足平衡关系，由此可求解出轴力N NN。

不同情况下轴力计算示例仅有轴向拉力或压力作用若一杆件在一端受到轴向拉力F FF作用，在杆件任意截面处用截面法，取截面一侧为研究对象，由∑ F x = 0 \sum F_{x}=0∑Fx=0可得，该截面的轴力N = F N = FN=F ，轴力为拉力，规定拉力为正，此时轴力为正值。

若受到轴向压力F FF ，同样用截面法，得到的轴力N = − F N = -FN=−F ，压力产生的轴力为负值。

多力作用情况假设有一水平杆件，在A AA点受向左的力F 1 F_1F1 ，在B BB点受向右的力F 2 F_2F2（F 2 > F 1 F_2 > F_1F2>F1 ），求A B ABAB段某截面C CC处的轴力。

取C CC截面左侧为研究对象，由∑ F x = 0 \sum F_{x}=0∑Fx=0 ，设轴力为N NN ，则N + F 1 − F 2 = 0 N + F_1 - F_2 = 0N+F1−F2=0 ，解得N = F 2 − F 1 N = F_2 - F_1N=F2−F1 ，轴力方向向右，为正值，表示拉力。

在桁架结构中，计算各杆件轴力时，也是基于截面法结合节点法。

节点法是利用汇交力系平衡条件（∑ F x = 0 \sum F_{x}=0∑Fx=0 ，∑ F y = 0 \sum F_{y}=0∑Fy=0 ）来求解各杆件轴力；截面法则是通过合理选取截面，截断待求轴力的杆件，再根据平衡方程求解。

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