汽车机械基础第2版 教学课件 作者 卢晓春 主编03[1].6组合变形.ppt

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1、构件承载能力分析汽车机械基础--第三章第三章构件承载能力分析第六节组合变形汽车机械基础第三章本节内容:组合变形的概念拉伸与弯曲的组合扭转与弯曲的组合疲劳破坏简介第六节组合变形的强度计算汽车机械基础第三章一.组合变形的概念在外力的作用下，构件若同时产生两种或两种以上基本变形的情况在小变形和线弹性的前提下，可以采用叠加原理研究组合变形问题所谓叠加原理是指若干个力作用下总的变形等于各个力单独作用下变形的总和（叠加）1.组合变形:汽车机械基础第三章在复杂外载作用下，构件的变形会包含几种简单变形组合变形MPRzxy

2、PP组合变形汽车机械基础第三章组合变形汽车机械基础第三章叠加原理应用的基本步骤：①外力分析：将载荷进行分解，得到与原载荷等效的几组载荷，使构件在每一组载荷的作用下，只产生一种基本变形.②内力分析：分析每种载荷的内力，确定危险截面.③应力分析：分别计算构件在每种基本变形情况下的危险截面内的应力,将各基本变形情况下的应力叠加，确定最危险点.强度计算:选择强度理论，对危险点进行强度校核.2、组合变形的研究方法——叠加原理汽车机械基础第三章二.弯曲与拉伸(压缩)的组合杆件在外力作用下同时产生弯曲和拉伸（压缩）变形

3、称为弯曲与拉伸（压缩）的组合汽车机械基础第三章偏心拉伸:弯曲与拉伸的组合变形链环受力立柱受力汽车机械基础第三章拉伸与弯曲组合的应力分析在Px作用下：在Py作用下：汽车机械基础第三章危险截面处的弯矩抗弯截面模量根据叠加原理，可得x横截面上的总应力为强度条件为汽车机械基础第三章例:悬臂吊车,横梁由25a号工字钢制成，l=4m，电葫芦重Q1=4kN，起重量Q2=20kN,=30º,[]=100MPa，试校核强度。取横梁AB为研究对象，受力如图b所示。梁上载荷为P=Q1+Q2=24kN，斜杆的拉力S可分解为X

4、B和YB（1）外力计算横梁在横向力P和YA、YB作用下产生弯曲；同时在XA和XB作用下产生轴向压缩。这是一个弯曲与压缩组合的构件。当载荷移动到梁的中点时，可近似地认为梁处于危险状态。汽车机械基础第三章（2）内力和应力计算由横梁的弯矩图可知在梁中点截面上的弯矩最大汽车机械基础第三章从型钢表上查25a号工字钢则危险截面上的压应力为横梁所受的轴向压力为汽车机械基础第三章梁中点横截面上，下边缘处总正应力分别为（3）强度校核此悬臂吊车的横梁是安全的汽车机械基础第三章三、弯曲与扭转的组合变形圆轴的弯扭组合变形强度计算

5、方法步骤如下：1）外力分析:外力向形心简化并分解.2）内力分析,并作出相应的扭矩图和弯矩图，并据此确定杆件危险截面3）应力分析：建立强度条件。汽车机械基础第三章例3-35如图3-102所示为汽车上某传动轴，已知其传递功率为P=7kW，转速为n=200r/min，齿轮Ｃ上作用力F=2.375kN与切线成20°（啮合角），带轮D上紧、松边拉力FT1=2FT2，皮带轮直径Ｄ=500ｍｍ，轴材料的许用应力[σ]=80ＭPa，试按第三强度理论设计轴径（轴和轮重不计）。解①分析计算轴上所受外力，并将外力向轴心简化，汽

6、车机械基础第三章②分析轴上危险截面内力。Mn=T=334N•m。弯矩最大值为Mmax=MB=804N•m③设计轴径。根据第三强度理论的强度条件，得σr3=≤[σ]计算轴径，可取d=48ｍｍ。汽车机械基础第三章80ºP2zyxP1150200100ABCD弯曲与扭转的组合变形计算汽车机械基础第三章组合变形解：①外力向形心简化并分解建立图示杆件的强度条件弯扭组合变形80ºP2zyxP1150200100ABCD150200100ABCDP1MxzxyP2yP2zMx第三章②每个外力分量对应的内力方程和内力图③

7、叠加弯矩，并画图④确定危险面组合变形(Nm)MyxMz(Nm)xMn(Nm)xM(Nm)Mmaxx汽车机械基础第三章⑤建立强度条件组合变形=由第三强度理论汽车机械基础第三章１．疲劳失效概述规则的交变应力不规则的交变应力四．疲劳破坏简介汽车机械基础第三章一点应力随时间变化曲线应力循环：应力比：平均应力：应力幅值：对称循环r=-1脉冲循环r=0静应力r=1汽车机械基础第三章２．疲劳失效的特征名义应力低于静荷载强度构件破坏有一过程破坏断口汽车机械基础第三章微裂纹断口汽车机械基础第三章疲劳极限与应力-寿命曲线实验

8、装置汽车机械基础第三章S-N曲线一般的应力——寿命曲线汽车机械基础第三章平均应力对S-N曲线的影响对称循环下两种类型S-N曲线汽车机械基础第三章３．影响疲劳寿命的因数１）应力集中的影响——有效应力集中因数理论应力集中因数Sn名义应力汽车机械基础第三章有孔的情形汽车机械基础第三章扭转切应力汽车机械基础第三章有效应力集中因数q:缺口敏感系数考虑材料应力集中敏感性汽车机械基础第三章2）零件尺寸的影响——尺寸因数光滑零件的疲劳极限试样