汽车机械基础 教学课件 作者陈红 第二章.ppt

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1、24857-02a主编第二章第二章第一节　承载能力分析的基本知识第二节　轴向拉伸与压缩1.4b2≥42×103mm2第三节　剪切和挤压第四节　扭　　转第五节　平面弯曲第一节　承载能力分析的基本知识一、承载能力分析研究的任务二、变形体及其基本假设三、杆件变形的基本形式四、内力、截面法和应力一、承载能力分析研究的任务(1)强度　构件抵抗破坏的能力称为强度。(2)刚度　构件抵抗变形的能力称为刚度。(3)稳定性　构件保持原有平衡状态的能力称为稳定性。图2-1　齿轮轴的变形一、承载能力分析研究的任务图2-2　活塞杆二、变形体及其基本假设(1)

2、连续性假设　组成物体的物质毫无间隙地充满物体的几何容积。(2)均匀性假设　物体各处的力学性能是完全相同的。(3)各向同性假设　物体沿各个方向的力学性能是相同的。三、杆件变形的基本形式(1)轴向拉伸和压缩　在图2-3所示的支架中，杆AB受拉，杆BC受压。(2)剪切和挤压　在图2-4中，钢板受力F、F′作用而发生剪切变形。(3)扭转　如图2-5所示，传动轴受一对作用面与轴线垂直的力偶作用后，发生扭转变形。(4)弯曲　在图2-6中，吊车横梁受一对力偶作用后发生弯曲变形。三、杆件变形的基本形式图2-3　拉伸与压缩三、杆件变形的基本形式图2-

3、4　剪切三、杆件变形的基本形式图2-5　扭转图2-6　弯曲四、内力、截面法和应力1.内力2.截面法3.应力四、内力、截面法和应力图2-7　截面法四、内力、截面法和应力图2-8　应力概念第二节　轴向拉伸与压缩一、轴向拉伸与压缩的概念二、拉压杆内力计算和轴力图三、拉杆和压杆横截面上的应力四、拉杆和压杆的变形五、材料在拉伸和压缩时的力学性能六、轴向拉伸和压缩时的强度计算一、轴向拉伸与压缩的概念图2-9　连杆一、轴向拉伸与压缩的概念图2-10　螺栓一、轴向拉伸与压缩的概念图2-11　千斤顶二、拉压杆内力计算和轴力图1.内力的计算图2-12　

4、拉杆内力二、拉压杆内力计算和轴力图图2-13　活塞杆轴力图2.轴力图二、拉压杆内力计算和轴力图例2-1　汽车上某液压缸活塞杆受力如图2-13所示，设F>F1>F2，试求截面1—1、2—2的轴力并画轴力图。解：①在活塞杆上以假想截面1—1将杆一分为二，取截面以右的一段为研究对象，并画其受力图，截面上轴力为FN1，如图2-13所示，根据平衡条件得②在杆上取截面2—2，以截面以左的一段为研究对象，画其受力图如图2-13所示，根据静力平衡条件得③画轴力图：以x轴表示杆上截面的位置，以纵轴表示轴力大小，FN1、FN2均为压力，画在坐标轴负向，

5、如图2-13所示。二、拉压杆内力计算和轴力图图2-14　汽车拉杆及受力图例2-2　汽车上某拉杆经简化后，受力及其大小分别如图2-14a所示，二、拉压杆内力计算和轴力图试作此杆轴力图。解：①杆上作用有五个力，应将其分为四段来考虑，分别求出1—1、2—2、3—3和4—4截面的轴力如下②根据求出的各截面的轴力画轴力图，如图2-14b所示。三、拉杆和压杆横截面上的应力图2-15　拉伸试验例2-3　如图2-16a所示的圆截面杆件AC，已知d1=20mm，d2=30mm，三、拉杆和压杆横截面上的应力F1=20kN，画出轴力图并计算AB、BC段杆

6、件截面上的应力。解：①在杆件AB段任取截面1—1，并取截面以左的一段为研究对象，画出受力图，如图2-16b所示，根据平衡条件求内力FN1。②在杆件上BC段取截面2—2，并取截面以左一段为研究对象，画出受力图如图2-16c所示，根据平衡条件求内力FN2图2-16　求杆件截面应力三、拉杆和压杆横截面上的应力③画轴力图如图2-16d所示。④计算各段应力：三、拉杆和压杆横截面上的应力图2-17　铆接件接头例2-4　图2-17所示为汽车上的铆接件接头，已知F=7kN，三、拉杆和压杆横截面上的应力δ=1.5mm，b1=4mm，b2=5mm，b3

7、=6mm，计算板内最大拉应力。解：取其中一个铆接件上面板块为研究对象，根据其受力图可知，以铆钉孔上A、B、C点分别为分界点，各段的内力均有所不同，现分别取截面1—1、2—2、3—3，可求得各段内力如下例2-5　三角架由AB、BC两杆件用铰链连接而成，如图2-18所示。两杆的横截面面积分别为A1=100mm2，A2=250mm2，设作用于节点B的载荷F=20kN，不计杆件自重，试求两杆的正应力各为多少?三、拉杆和压杆横截面上的应力图2-18　三角架解：①取节点B为研究对象，求AB、BC两杆所受的外力。由于AB、BC为二力构件，可知B点

8、受力如图2-18所示，平衡方程为三、拉杆和压杆横截面上的应力②AB、BC杆的轴力为FN1=FAB=11.6kN③计算两杆的正应力四、拉杆和压杆的变形1.变形与应变图2-19　拉杆的变形2.泊松比四、拉杆和压杆的变形3.胡克定律表2-1