拉压强度变形变形能静不定水电ppt课件.ppt

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1、第二章拉伸、压缩与剪切(续)失效、安全系数和强度计算轴向拉伸或压缩的变形轴向拉伸或压缩的变形能拉伸、压缩静不稳定1轴向拉压的强度计算失效的概念断裂----脆性材料屈服（塑性变形）----塑性材料强度失效刚度失效失稳失效疲劳失效2两种强度失效形式(1)屈服yield(2)断裂Brittlefracture32.极限应力失效时的特征应力-极限应力3.许用应力1.工作应力工作应力是否允许超越或接近极限应力？构件工作时的应力n——安全系数（大于1）轴向拉压的强度计算4②设计截面尺寸：依强度准则可进行三种强度计算：①校核强度：③许可载荷：4.强度条件5强度破坏实例实例1：高压容器螺栓断裂实

2、例2：甘肃500人拔河钢丝绳断裂，伤14人，4人重伤6[例]已知一圆杆受拉力P=25kN，直径d=14mm，许用应力[]=170MPa，试校核此杆是否满足强度要求。解：①轴力：N=P=25kN②应力：③强度校核：④结论：此杆满足强度要求，能够正常工作。7失效、安全系数和强度计算[例]已知三铰屋架如图，承受竖向均布载荷，载荷的分布集度为：q=4.2kN/m，屋架中的钢拉杆直径d=16mm，许用应力[]=170MPa。试校核刚拉杆的强度。钢拉杆4.2mq8.5m8①整体平衡求支反力解：钢拉杆8.5mq4.2mRARBHA9③应力：④强度校核与结论：此杆满足强度要求，是安全的。②局

3、部平衡求轴力：qRAHARCHCN10[例]简易起重机构如图，AC为刚性梁，吊车与吊起重物总重为P，为使BD杆最轻，角应为何值？已知BD杆的许用应力为[]。分析：xLhqPABCD失效、安全系数和强度计算11BD杆面积A：解：BD杆内力N(q)：取AC为研究对象，如图YAXAqNBxLPABC12YAXAqNBxLPABC③求VBD的最小值：13例题已知：A1=200mm2,A2=150mm2,〔〕=115MPa求：许可荷载〔P〕解：1.内力计算解出N1=0.732P,N2=0.518P取节点C∑FX=0,N2sin45°－N1sin30°=0∑FY=0,N1cos30

4、°＋N2cos45°－P=0pCAB45°30°①②N2N1xy30°45°CP142.计算〔P〕≤A1〔〕0.732=200×1150.732=31.4kNN2A2=0.518PA2≤〔σ〕≤A2〔〕0.518=150×1150.518=33.3kN〔P〕=31.4kN∴得P得P由由N1=0.732PN2=0.518P15思考下列解法是否正确？〔P〕=〔N1〕cos30°＋〔N2〕cos45°=〔〕A1cos30°＋〔〕A2cos45°=115×200×cos30°+115×150×cos45°=32.1kNpCAB45°30°①②N2N1xy30°45°CP16bl拉

5、压变形胡克定律1.轴向变形绝对变形⊿l=l1－lb1l1PP2.轴向线应变一.轴向变形17bl——胡克定律EA—拉压刚度b1l1PPE—材料弹性模量（材料常数）通过大量试验，得：引入比例常数E，得：（≤p）3胡克定律18bl——胡克定律b1l1FF胡克定律另一形式：（≤p）19二.横向变形当≤p——泊松比Poisson’sratioblb1l1PP'=———b1-bb横向线应变20对小锥度变截面杆Δl=?PPld1d2P1P4P3P2Δl=?21PPld1d2NNdxA(x)dxxd22汽轮机叶片变形Δl=?Plb1b2NPN(x)N(x)dxA(x)dxxb23α

6、αAPBC12例题已知：1，2两杆相同，EA,l,P,均已知求：A点位移解：∑FX=0,N1=N2=N内力计算取节点A∑FY=0,2Ncos－P=0yPN1N2xααA24例题由对称性，A点新位置仍位于对称线上。2.各杆变形计算由胡克定律问题：A点最终位置在哪里？ααABC12P⊿l⊿l两杆变形量相等，设为⊿l.253.A点位移fA由图中几何关系（↓）例题ααABC12⊿l⊿lA′fAA″26总结与讨论1.拉压杆强度条件：2.胡克定律的两种形式：=Eε3.小变形情况下，计算节点位移可以用切线代替圆弧线，这样可使计算简化，又能满足精度要求。271.外力功W作用于弹性体的外力在

7、其作用点的相应位移上所作的功。2.变形能U弹性体因荷载引起的变形而储存的能量（J）。拉压时的变形能普遍原理便于得到多种求位移方法，用于复杂变形计算求近似值的有效方法，用于动荷、稳定等283.功能原理条件：（1）完全弹性体（2）静载——可忽略弹性体变形过程中的能量损失原理：外力功全部转化成弹性体的变形能拉压时的变形能294.外力功与变形能的特点数值与加载顺序无关，只与荷载与位移的最终数值有关。（想一想:如果与加载顺序有关将会出现什么结果？）可考虑称重过程。30一、外力功的计算F——