汽车机械基础第2版 教学课件 作者 卢晓春 主编03[1].1构件承载能力分析基础.ppt

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1、汽车机械基础--第一篇汽车常用构件力学分析承载能力分析汽车机械基础--第三章引子工程中<材料力学>应用汽车工程中承载能力问题第三章#承载能力分析的任务#承载能力分析研究的对象#杆件变形的基本形式#外力和内力第一节承载能力分析的基本知识教学内容第三章第一节承载能力分析的基本知识本章教学目标：1）认识构件在外力作用下的受力、变形和破坏规律。2）掌握各种基本变形条件下杆件的内力计算方法、应力计算方法。3）能对杆件进行强度、刚度等承载能力计算与分析，从而解决构件的强度或刚度等校核、截面设计、承载能力确定等工作。第三章基本知识材料的力学性

2、能-----指变形固体在力的作用下所表现的力学性能。构件的承载能力：强度---构件抵抗破坏的能力刚度---构件抵抗变形的能力稳定性---构件保持原有平衡状态的能力一、承载能力分析的任务第三章塞活杆气缸简易压力机横梁、连杆受力可能破坏横梁轴销连杆上平台工件下平台构件受力实例1第三章变速器传动轴受力变形、工作失稳齿轮传动轴构件受力实例2第三章构件承载能力的要求构件应具备足够的强度，以保证在规定的使用条件下不致发生破坏。构件应具备足够的刚度，以保证在规定的使用条件下不产生过量的变形。构件应具备足够的稳定性，以保证在规定的使用条件下不产

3、生失稳现象。第三章承载能力分析的任务由上述三项构件安全工作的基本要求可以看出：如何合理的选用材料（既安全又经济）、如何恰当的确定构件的截面形状和尺寸，便成为构件设计中十分重要的问题。承载能力分析的主要任务是：研究构件在外力作用下的受力、变形和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。第三章静力分析受力分析内力分析应力分析失效分析稳定设计刚度设计强度设计承载能力分析的任务第三章1.研究对象—变形固体均匀连续性假设:各向同性假设:弹性小变形条件:基本假设:二、变形固体及其基本假设第三章变形固体的基本假设

4、连续性假设假设在固体所占有的空间内毫无空隙的充满了物质.均匀性假设假设材料的力学性能在各处都是相同的。各向同性假设假设变形固体各个方向的力学性能都相同因此变形体是“连续、均匀的各向同性体”。第三章二、变形固体及其基本假设2.变形——构件在载荷作用下，其形状和尺寸发生变化的现象；变形固体的变形通常可分为两种：弹性变形——载荷解除后变形随之消失的变形塑性变形——载荷解除后变形不能消失的变形材料力学研究的主要是弹性变形，并且只限于弹性小变形，即变形量远远小于其自身尺寸的变形在构件承载能力的问题中，考察物体的平衡时，仍沿用“刚体”的力学

5、模型。第三章1、承载能力分析研究的对象的几何特点杆件—横向尺寸远小于纵向尺寸的构件轴线横截面截面形心三、杆件变形的基本形式在研究问题时，往往将杆件的外形因素忽略，对其抽象、简化为计算简图:用简单的线条、符号表示工程构件和机构等。第三章2、杆件变形的基本形式轴向拉伸与压缩剪切与挤压扭转弯曲两种或两种以上的基本变形组合而成的，称为组合变形。第三章第三章1.内力和内力图外力:构件所受其他物体对它的作用力.包括主动力和约束反力。外力作用引起的杆件内部相互作用力的改变量。内力：注意:内力随外力的大小而变化,与构件承载能力密切相关.四、内力

6、、截面法与应力第三章FFmmFFNFF`N内力计算--截面法步骤将杆件在欲求内力的截面处假想的切开；取其中任一部分并在截面上画出相应内力；由平衡条件确定内力大小。例：左图左半部分：∑Fx=0FN=F右半部分：∑Fx=0FN,=FFN第三章内力图：表示内力随截面位置变化的曲线。以上求内力的方法称为截面法，截面法是求内力最基本的方法。步骤：截、弃、代、平注意：截面不能选在外力作用点处的截面上。用平行于杆轴线的x坐标表示横截面位置，用垂直于x的坐标FN表示横截面内力的大小，按选定的比例，把内力表示在x-FN坐标系中，描出的FFmmxF

7、N作图方法：第三章2.应力应力的概念：内力在截面上的集度称为应力．单位:帕斯卡，简称帕，记作Pa，1Pa＝1N／m2。1kPa＝103Pa，常用:兆帕1MPa＝106Pa千兆1GPa＝109Pa第三章工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。PAM①平均应力：②全应力（总应力）：应力的表示：第三章③全应力分解为：pM垂直于截面的应力称为“正应力”位于截面内的应力称为“剪应力”第三章课后小结重点概念：强度.刚度.稳定性.变形.内力.应力基本方法:截

8、面法求内力.第三章预祝大家学习顺利！轻松愉快！