1.内力

作用于杆件上的载荷和约束力称为外力。在外力的作用下，材料（或杆件）产生变形，杆件内部产生阻止变形的抗力称为内力，如图2-5所示。外力越大，杆件的变形越大，所产生的内力也越大。当杆件横截面上的内力达到某一极限值时，杆件会发生破坏。因此，内力与杆件的强度、刚度和稳定性等密切相关。

图2-5　受拉杆件的内力与应力

2.截面法

截面法是求内力的基本方法，它是将受外力作用的杆件假想地切开，用以显示内力的大小，并以平衡条件确定其合力的方法。截面法的具体应用，如图2-5所示，如果求杆件m—m截面上的内力，可用一假想平面将杆件在m—m处切开，将杆件分成左右两部分。右部分杆件对左部分杆件的作用力用FN表示，选择杆件左部分为研究对象，列平衡方程：

则内力FN=F。

3.应力

在相同的内力作用下，如果杆件的材料相同、横截面不同，会产生不同的作用效果。杆件在外力作用下，其截面上单位面积上的内力称为应力。应力分为正应力和切应力。其中正应力是沿杆件横截面法向的应力，用“R”表示；切应力是沿杆件横截面切向的应力，用“τ”表示。

杆件轴向拉伸和压缩时，横截面上的应力是均匀分布的，如图2-5所示，其计算公式为

式中，R——杆件横截面上的正应力，单位是MPa；(www.daowen.com)

　　　FN——杆件横截面上的内力，单位是N；

　　　A——杆件的横截面面积，单位是mm2。

应力的单位是Pa（帕），1Pa=1N/m2。在工程实际中常用MPa（兆帕），1MPa=106Pa=106N/mm2。

正应力的正负号规定是：拉应力为正，压应力为负。

4.应变

杆件在外力作用下将发生变形，通常杆件内各点的变形是不相同的。为了衡量杆件在外力作用下的变形程度，引入应变。应变是杆件在外力作用下其内部某一点的变形程度。

杆件在拉伸（或压缩）时，其变形主要表现为纵向伸长（或缩短）。假设等截面杆件原长是l，横截面面积是A。在轴向拉力F的作用下，杆件的长度由l增大为l1，如图2-6所示，则杆件的纵向伸长是：

图2-6　杆件的纵向伸长

但Δl反映的是杆件的总变形量，说明不了杆件的变形程度。因此，为了衡量杆件沿轴向的变形程度，引入线应变。线应变是杆件沿轴向单位长度的伸长量，即

ε是量纲为一的量，其正负号与Δl的正负号一致，即拉伸变形时ε为正，压缩变形时ε为负。