1.杆件与直杆的概念

杆件是指纵向（长度方向）尺寸远大于横向（垂直于长度方向）尺寸的构件。杆件在工程中所占比例较大，如机械中的轴、螺栓、梁、柱等均可称为杆件。杆件有两个主要几何要素，即横截面和轴线。横截面是指垂直于杆件轴线方向的截面；轴线是指各横截面形心（几何中心）的连线。如果杆件的轴线是直线时，则称为直杆。

2.杆件所受载荷的种类

载荷是材料（或杆件）在使用过程中所承受的外力。根据载荷作用性质的不同，载荷分为静载荷、冲击载荷和交变载荷；根据载荷作用形式的不同，载荷又可分为拉伸载荷、压缩载荷、弯曲载荷、剪切载荷和扭转载荷等。

静载荷是指大小不变或变化过程缓慢的载荷。

冲击载荷是指在短时间内以较高速度作用于材料（或杆件）上的载荷。例如，枪管、炮管、冲模、锤头等工作时承受的载荷就是冲击载荷。

交变载荷是指随时间作周期性变化的载荷。例如，齿轮轮齿、滚动轴承、轴等工作时承受的载荷就是交变载荷。

3.杆件的变形种类

变形是指材料（或杆件）受到力的作用而产生几何形状和尺寸的变化。杆件在不同的载荷形式作用下，会产生不同的变形，但杆件的基本变形形式主要有拉伸（或压缩）变形、剪切变形、扭转变形和弯曲变形，如图2-1所示。其他复杂的变形可看成基本变形形式的组合。(www.daowen.com)

图2-1　杆件的基本变形形式

（a）轴向拉伸（压缩）　（b）剪切　（c）扭转　（d）弯曲

4.杆件的强度与刚度

为了使杆件正常工作，杆件必须满足3个基本要求：第一，杆件应具有足够的强度，保证杆件在载荷作用下不发生破坏。强度是指材料（或杆件）受力时抵抗破坏的能力。例如，桥梁在承受载荷时应不会发生断裂；第二，杆件应具有足够的刚度。刚度是指材料（或杆件）抵抗变形的能力。工程上对杆件的变形有一定的要求，如减速器的轴不能出现较大的变形；第三，杆件应具有足够的稳定性。稳定性是指杆件保持原有平衡形式的能力，即杆件在使用过程中不产生失稳现象。

5.变形固体及其基本假设

杆件的材料虽然不同，但都有一个共同特点，即它们都是固体，且受力后都会产生变形。因此，我们可将其统称为变形固体。对于变形固体，可以做如下假设。

（1）均匀连续性假设。即认为杆件的整个体积内都连续不断地充满着物质，而且各处的力学性能都相同。

（2）各向同性假设。即杆件在各个方向具有相同的力学性能。在工程上大多数杆件材料都符合这一假设。如果材料沿不同方向呈现不同的力学性能，则称为各向异性材料。例如，木材顺着纹理方向与横纹方向的力学性能明显不同。