《汽车典型零件》电子教案：零件受力与变形

《《汽车典型零件》电子教案：零件受力与变形》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、113零件受力与变形能力目标：1、能够描述材料力学性能的概念a会测试金屈材料的抗拉和抗压强度，计算材料的伸长率和断面收缩率a能够描述金属材料的主耍力学性能指标以及表述符号，计算公式知识目标：1、掌握金属材料的主要力学性能指标a掌握钢、铸铁在拉伸和压缩时的力7性能一、构件的强度、刚度和稳定性1、概念：变形——机械零件受力后，其尺寸和形状都会发生一定形状的改变，称为变形。固体受力后产生的变形分为两类：弹性变形与犁性变形弹性变形——是去掉外力以后能完全消失的变形，称为弹性变形；塑性变形——是在去掉外力以后不能消失的变形，称为塑性变形，又称永久变形或残余变形。

2、-•股情况下，要求构件正常工作时只发主弹性变形，而不允许塑性变形。2构件的强度、刚度和稳定性机械和工程结构都是由许多构件组合而成的，任何一个构件都是用某种材料制成。当机械或工程结构工作时，构件受到外力的作用。我们已经研究了计算构件所受外力的基本方法，不过，在研究时把构件看成是不变形的刚体，实际上刚体在自然界中是不存在的。任何构件在外力作用下，它的尺寸和形状都会发生变化，并在外力增加到一定程度时发生破坏。构件的过大变形和破坏，都会影响机器或结构的正常工作。材料力学就是进一步研究构件的变形、破坏与作用在构件上的外力Z间的关系。这是我们在认识、使用或者维护、

3、改造机器设备和工程机构时所必不可少的基础知识。为了保证构件在外力作用下能正常工作，需满足三个方面的要求：1）足够的强度：指构件抵抗破坏（断裂或产生明显犁性变形）的能力。（强度——构件在外力作用下抵抗破坏的能力。）比如钢和木头2）足够的刚度：指构件抵抗变形的能力。（刚度——构件在外力作用下抵抗变形的能力。）如图2-1所示：不床主轴，即使冇足够的强度，若变形过大，仍会影响工件的加工精度，并引起轴承的不均匀磨损。图2-1车床主轴受力情况3）足够的稳泄性：指构件保持其原有平衡形态的能丿J。（稳定性一一构件在外力作用•卜•保持其原有平衡形态图2・2珈旋千斤顶的能

4、力。）如图2-2所示中千斤顶中的螺杆：当压力增加到一定程度时，杆件就会从原来的直线形式的平衡形态，突然被压弯，其至会因弯川1过人而折断。形态不够稳定的构件,工作时是非常不可靠的。二、载荷（构件受力的情况）载荷——机构或机械工作时，作用在构件上的力，称为〜。按载荷作用特征分为集屮载荷：通过极小的面积（与物体木身和比）传递给该构件的压力。（计算时,「可以认为载荷作用于一点）<分布载荷：均匀分布作用于构件某段长度或面积上的外力称〜。.分为：r均匀分布载荷——若分布在整个面积上的力处处相等。X不均匀分布载荷——若分布在整个面积上的力不处处相等。单位为N/血或N

5、/nm按照载荷作用的性质可分为：「静载荷：指逐渐加于构件I：缓慢增加到某值，其大小不随时间变化或很少变化的载荷。<当构件受静载荷作川时,其所有部分均处于平衡状态，构件内各点无加速度。动载荷：指大小随吋间迅速改变的载荷。.构件内各点在较短时间内速度发生变化，其加速度相当显著，冲击载荷及周期性载荷均为动载荷。三、杆件变形的基本形式工程构件有杆件、板件和箱体类。常见的形式是杆件。杆件纵向尺寸（长度）远大于横向尺寸的构件。如果杆的轴线为直线，.「L各横截面都相等，这种杆件称为等截面直杆。——它是材料力学研究的基木对象。杆件在静载荷作用下，变形有四种基本形式：见

6、图2-3所示：拉伸或压缩厂剪切J扭转弯曲四、内力与应力的概念（用截面法来求解）L内力外力——在材料力学小，凡作用在杆件上的载荷和约束反力均称为外力。内力——杆件受外力变形时，杆件内部质点之间的相互作用力（固有内力）的改变量称为附加内力，简称内力。内力的特性：Ff变形f,则内力f（内力随外力增人而加人，到达某一限度时就会引起杆件的破坏，因而它与杆件的强度是密切相关的。）去除外力F后，则内力也消失。Z截面法截面法一想用一平面把杆件截分为二，取任一部分为研究对象，并以内力代替另一部分对研究部分的作用，根据平衡方程式，找出内力与外力的关系，从而确定在截面上内力

7、的方法。如图2—la）图：假想I—I横截面将杆件一分为二，左、右两部分b）图：左边部分受力分析，根据二力平衡原理，则必有一力H与F大小相等，方向相反、共线。H根据而而定义知为内力，也就是右段对左段的作用力。力R：拉力为“卡，即当轴力的指向离开截面（即与截面的外法线方向一致）时，则杆受拉，规定轴力为正。压力为“一”，即当轴力的指向朝向截面（即与截面的外法线方向相反）时，则杆受压，规定轴力为负。用截面法求内力可按以下三个步骤进行：（1）截开沿欲求内力的截面，假想把杆件分成两部分。（2）代替取具屮一部分为研究对象，画出其受力图。在截面上用内力（力或力偶）代替

8、移出部分对留下部分的作用。（3）平衡列出研究对象的静力平衡方程，确定未知的内力。截而法求内力的