材料力学 教学课件 作者 顾晓勤 等 第02章 轴向拉伸和压缩第4节 强度条件.ppt

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1、脆性材料制成的构件，在拉力作用下，当变形很小时就会突然断裂，脆性材料断裂时的应力即强度极限；塑性材料制成的构件，在拉断之前已出现塑性变形，在不考虑塑性变形力学设计方法的情况下，考虑到构件不能保持原有的形状和尺寸，故认为它已不能正常工作，塑性材料到达屈服时的应力即屈服极限。脆性材料的强度极限、塑性材料屈服极限称为构件失效的极限应力。一、材料的极限应力二、安全系数的概念为了保证构件具有足够的强度，构件在外力作用下的最大工作应力必须小于材料的极限应力。在强度计算中，把材料的极限应力除以一个>1的系数n—称为安全系数，作为构件工作时所允许的最大应力，称为材料的许

2、用应力，以[]表示。安全系数的确定除了要考虑载荷变化，构件加工精度不够，计算不准确，工作环境的变化等因素外，还要考虑材料的性能差异（塑性材料或脆性材料）及材质的均匀性等。二、安全系数的选取安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制订，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下：脆性材料塑性材料、分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。设计截面尺寸强度校核确定许用载荷为了保证构件在外力作用下安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力，即：强度计算三类问题杆件受轴向拉伸或压缩时的强度条件三、轴向拉伸和压缩的强度计

3、算解：用截面法求链环每边截面上的轴力例2-4如图所示起重机的起重链条由圆钢制成，承受的最大拉力为。已知圆钢材料为Q235钢，考虑到起重时链条可能承受冲击载荷，取许用应力。若只考虑链环两边所受的拉力，试确定圆钢的直径。拉压强度条件拉压强度条件例2-5如图所示一结构由钢杆1和铜杆2在A、B、C处铰接而成，在节点A点悬挂一个G=20kN的重物。钢杆AB的横截面面积为A1=75mm2，铜杆的横截面面积为A2=150mm2。材料的许用应力分别为[1]=160MPa，[2]=98MPa，试校核此结构的强度。解：1）求各杆的轴力：取节点A为研究对象,作出其受力图1

4、）求各杆的轴力故：此结构的强度足够。2）求各杆横截面上的应力解得：例2-6如图所示，三角架受载荷F=50kN作用，AC杆是钢杆，其许用应力[1]=160MPa；BC杆的材料是木材，其许用应力[2]=8MPa，试设计两杆的横截面面积。解：1）求各杆的轴力：取节点C为研究对象,作出其受力图1）求各杆的轴力2）设计各杆的截面解得：（拉）（压）例2-8如图所示的三角架由钢杆AC和木杆BC在A、B、C处铰接而成，钢杆AC的横截面面积A1=12cm2，许用应力[1]=160MPa，木杆BC的横截面面积A2=200cm2，许用应力[2]=8MPa，求C点允许起

5、吊的最大载荷F为多少？解：取节点C为研究对象，作出其受力图1）求各杆的轴力2）求许可的最大载荷F解得：（拉）（压）故：