机械基础 教学课件 作者 隋明阳 项目4.ppt

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1、机械基础主编隋明阳1.足够的强度2.足够的刚度3.足够的稳定性4.1　轴向拉伸与压缩4.1.1　拉伸与压缩的概念4.1.2　截面法4.1.3　横截面上的正应力4.1.4　拉压变形和虎克定律4.1.5　强度校核4.2　剪切4.2.1　剪切的受力特点和变形特点4.2.2　剪力和切应力4.2.3　剪切强度计算4.3　圆轴的扭转4.3.1　扭转的概念和外力偶矩的计算4.3.2　扭矩和扭矩图4.3.3　圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律4.3.4　圆轴扭转的强度计算4.4　直梁的弯曲4.4.1　弯曲的概念4.4.2　剪力和弯矩

2、4.4.3　弯矩图4.4.4　弯曲正应力及分布规律4.4.5　梁的弯曲强度计算0.1d3≥Mwmax/［σ］1.足够的强度所谓强度是指零件抵抗破坏的能力。零件能够承受载荷而不破坏，就认为其满足了强度要求。2.足够的刚度在某些情况下，零件受到载荷后虽不会断裂，但如果变形超过一定限度，也会影响零件的正常工作。所谓刚度就是指零件抵抗变形的能力。如果零件的变形被限制在允许的范围之内，就认为其满足刚度要求。3.足够的稳定性1)分析受力特点、变形特点。2)求出最大内力。3)列出强度条件进行强度计算。1)上表中的4个工程实例所受

3、的力有何特点？2)零件必须满足什么条件才能正常工作？3)零件横截面的形状对承受载荷是否有影响？1)掌握拉伸(压缩)、剪切、扭转和弯曲等4种基本变形的受力分析；明确各种变形形式的受力特点和变形特点；掌握用截面法求内力的基本方法。2)掌握内力与变形，从而分析应力分布规律及计算公式；掌握4种基本变形的强度条件及在工程中的应用。3.足够的稳定性表4-1　主要变形形式3.足够的稳定性表4-1　主要变形形式4.1.1　拉伸与压缩的概念图　4-14.1.1　拉伸与压缩的概念图　4-24.1.1　拉伸与压缩的概念图　4-34.1.2

4、　截面法1)截开。2)代替。3)平衡。1)截开。沿欲求内力的截面，假想地把杆件分成两部分。2)代替。取其中一部分为研究对象，弃去另一部分，将弃去部分对研究对象的作用以截面上的内力(力或力偶)来代替，画出其受力图。3)平衡。解：计算截面1—1的轴力。沿截面1—1假想地将杆分成两段，取左段作为研究对象，画出受力图(图4-4b)。用FN1表示右段对左段的作用，FN1与F1必等值、反向、共线。取向右为x轴的正方向，列出1—1面左段的力平衡方程。解得　FN1=F1=9.2kN(指向朝向截面，故为压力)解得　FN2=F2-F1

5、=3.8-9.2kN=-5.4kN图　4-44.1.3　横截面上的正应力图　4-54.1.4　拉压变形和虎克定律1)各段杆截面上的内力和正应力。2)杆的总变形。②用截面法求各段杆截面上的内力。③计算各段正应力。④计算杆的总变形。4.1.4　拉压变形和虎克定律图　4-64.1.5　强度校核1.强度校核2.选择截面尺寸3.确定许可载荷1.强度校核强度校核就是验算杆件的强度是否足够。当已知杆件的截面面积[WTBX]A、材料的许用应力及所受的载荷，即可用强度条件判断杆件能否安全工作。2.选择截面尺寸图　4-73.确定许可载

6、荷解：因为总载荷由两根吊杆来承担，故每根吊杆的轴力FN=G/2=(30+8)/2kN=19kN吊杆横截面上的正应力σ=FN/A=19×103/(25×25)MPa=15.2MPa，由于σ＜［σ］，故吊杆的强度足够。4.2　剪切4.2.1　剪切的受力特点和变形特点图　4-84.2.1　剪切的受力特点和变形特点图　4-94.2.1　剪切的受力特点和变形特点图　4-104.2.1　剪切的受力特点和变形特点图　4-114.2.2　剪力和切应力图　4-124.2.3　剪切强度计算为了保证受剪切作用的连接件不被剪断，应使受剪面上

7、的切应力不超过连接件材料的许用应力,由此得剪切强度条件4.3　圆轴的扭转4.3.1　扭转的概念和外力偶矩的计算图　4-134.3.1　扭转的概念和外力偶矩的计算图　4-144.3.2　扭矩和扭矩图1.扭矩2.扭矩图1.扭矩1)截开。2)代替。3)平衡。图　4-151.扭矩1)计算外力偶矩。2)计算各段轴的扭矩。2.扭矩图图　4-164.3.3　圆轴扭转时横截面上的应力及分布规律图　4-174.3.4　圆轴扭转的强度计算为保证圆轴正常工作，应使危险截面上最大工作max切应力不超过材料的许用切应力4.3.4　圆轴扭转

8、的强度计算图　4-184.4　直梁的弯曲4.4.1　弯曲的概念图　4-194.4.1　弯曲的概念图　4-204.4.2　剪力和弯矩1)将梁作为隔离体从约束中分离出来，画出其受力图，求出约束反力。2)求出各力对控制点的力矩之和，即为该点的弯矩。2)计算截面1—1(距A端为x处)的弯矩。3)计算手柄中点D(即x=L/2)处的弯矩。4)当x=L时，即