化工设备机械基础应用教程 教学课件 作者 蔡晓君第4章 零部件的力学性能分析1.ppt

《化工设备机械基础应用教程 教学课件 作者 蔡晓君第4章 零部件的力学性能分析1.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、4.1概述4.2杆件的基本变形4.3杆件的内力与截面法4.4轴向拉伸和压缩4.5剪切4.6扭转4.7弯曲第4章零部件的力学性能分析1失效(failure)和失效形式(failureclasses)：⑴机械、机构、零件等由于某种原因丧失正常工作能力或达不到设计要求性能的情况称为失效；而上述“某种原因”的具体内容称为失效形式。4.1概述⑵失效与损坏概念不同。以自行车为例，作为零件的车轮辐条损坏了几根，并不影响乘骑即自行车作为机器并未失效；如果其链条因磨损而掉链，此时自然不能乘骑了，即失效了。2⑴断裂：齿轮轮齿根部

2、的折断1.主要失效形式(failureclasses)3⑵过大的残余变形：零件受载后产生过量的弹性变形；零件的应力如果超过材料的屈服极限，零件将产生残余塑性变形。1.主要失效形式(failureclasses)4⑶表面失效：磨损、腐蚀和接触疲劳等都会导致零件表面失效。1.主要失效形式(failureclasses)51.主要失效形式(failureclasses)带传动(tapehandler)（4）破坏正常工作条件而引起的失效：例如带传动发生打滑、齿轮传动噪声过大等。61.主要失效形式(failurecla

3、sses)（5）松动(联接)（6）泄漏(容器、管道)（7）运动精度(达不到设计要求)72.机械零件的工作能力工作能力(workingcapability):机械零件不发生失效的安全工作限度影响机械零件工作能力的主要因素(factors):载荷:工作能力又称为承载能力。主要考虑两个方面——机械零件的强度和机械零件的刚度。83.机械零件的强度(strength)塑性变形：外载荷去掉后不能恢复的变形强度：指机械零件在外载荷作用下抵抗断裂破坏或过大塑性变形的能力。9强度问题1040人死亡；14人受伤；直接经济损

4、失631万元。1999年1月4日，我国重庆市綦江县彩虹桥发生垮塌，造成…1112人跑步时脚上的力量有多大？脚上的力量假设人体重量为750N3000N3500N4500N6000N12500N134.机械零件的刚度(rigidity)弹性变形(elasticdistortion)：外载荷去掉后可以恢复的变形.刚度：指机械零件在外载荷作用下抵抗过大弹性变形的能力。14车床主轴变形,工件圆柱面被加工成圆锥面,降低工作精度。主轴轴承偏磨,降低寿命。外载荷去掉后能恢复变形,但变形过大超过了限度，导致机械不能正常工作。1

5、5刚度问题16刚度问题175.设计机械零件必须满足的要求有的机械零件以强度为主有的机械零件以刚度为主有的考虑耐磨性、稳定性、可靠性、温度等。18拉伸和压缩变形剪切变形扭转变形弯曲变形组合变形4.2杆件的基本变形19拉伸(stretcherstrain)变形的基本形式20压缩(compressionstrain)变形的基本形式FF21压缩实例:螺旋千斤顶22剪切(shearing)变形的基本形式23剪切实例:铆钉联接24扭转(torsion)变形的基本形式25扭转实例:电机输出轴26弯曲(bending)变形的

6、基本形式27弯曲实例:火车车轮轴28组合受力变形的基本形式291.内力的概念外力：作用在杆件上的载荷和约束力。4.3杆件的内力与截面法内力：杆件在拉伸、压缩、剪切、扭转、弯曲的外力作用下，杆件内部各质点间要发生相对位置变化，从而引起质点之间的相互作用力，以抵抗由于外力作用而发生的变形或断裂，这种力叫做内力。30房屋支撑结构桥梁工程实例31飞机起落架322.内力的计算采用截面法：（1）截开：欲求某一截面上的内力时，沿该截面假想地把物体分为两部分，任取一部分作为研究对象。（2）代替：用作用于截面上的内力（力或力偶

7、）代替另一部分对被研究对象的作用。（3）平衡：对研究部分建立平衡方程，从而确定截面上内力的大小和方向。33轴力符号规定：拉力为正，压力为负。思考：取左段轴力向右，右段轴力为左，符号不是相反吗？344.4轴向拉伸和压缩的概念4.4.1轴向拉伸和压缩概念轴向拉伸和压缩是四种变形中最简单的一种。354.4.2轴向拉压杆的内力——轴力例1杆件受两等值反向共线的力P作用如图所示，此杆受两力作用而处于平衡，求任意截面I—I处的内力(轴力)。解：列平衡方程：如果算出的为负值，说明实际的方向与事先假设的方向相反。364.4.

8、3拉压杆件的轴力图为了表明轴力沿杆轴线变化的情况，用平行于轴线的坐标表示横截面的位置，垂直于杆轴线的坐标表示横截面上轴力的数值，以此表示轴力与横截面位置关系的几何图形，称为轴力图。（1）轴力图的位置应和杆件的位置相对应。轴力的大小，按比例画在坐标上，并在图上标出代表点数值。（2）习惯上将正值（拉力）的轴力图画在坐标的正向；负值（压力）的轴力图画在坐标的负向。37由平衡方程：AB段BC段CD段例2：计