【讲义】09杆件的强度分析和计算.pdf

《【讲义】09杆件的强度分析和计算.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第九章杆件的强度分析和计算概述构件的承载能力：强度、刚度、稳定性杆件的基本变形形式：轴向拉压、剪切、扭转、弯曲影响构件强度的因素力（载荷）受力面积（截面的几何形状和尺寸）材料概述内力和应力的概念内力——构件内部各部分为抵抗外力而产生的相互间的作用力应力——分布内力在某点处的集度正应力——垂直于截面的应力分量切应力（剪应力）——相切于截面的应力分量应力的单位：Pa、MPa、GPa。§9.2杆的轴向拉伸和压缩轴向拉压的概念受力：所有外力沿杆的轴线作用变形：杆在轴线方向上被拉伸或压缩轴力、内力图轴力F——轴向

2、拉压杆的内力N轴力图例9.2.2做轴力图。§9.2杆的轴向拉伸和压缩轴向拉压的横截面应力横截面上只有正应力正应力均匀分布横截面应力计算公式NAN——该截面轴力；A——该截面面积。§9.2杆的轴向拉伸和压缩轴向拉压杆的变形、胡克定律线应变纵向线应变横向线应变ll1lbbb1'llbb泊松比'（——泊松比）§9.2杆的轴向拉伸和压缩轴向拉压杆的变形、胡克定律胡克定律——当杆的正应力不超过某一极限时，杆的变形与轴力成正比，与横截面的面积成反比。FlNl或:EEAE——材料的弹

3、性模量EA——杆的抗拉（压）刚度。虎克定律的适用范围：弹性变形阶段。§9.2杆的轴向拉伸和压缩例9.2.4阶梯轴AC，在A，B两处分别受50kN和140kN的两力作用。试分别求AB与BC两段上的内力和应力，并求AC杆的总变形。已知材料的弹性模量E=200GPa.§9.3材料在拉压时的力学性能拉伸试件(GB/T228—1987)长试件：l=10d短试件：l=5d试验条件l——标距常温（室温25°C）d——直径静载试验数据载荷-变形曲线应力-应变曲线§9.3材料在拉压时的力学性能低碳钢拉伸试验弹性阶段（OA´）材料服从虎克

4、定律——弹性极限e屈服阶段（BC）应力变化不大，而变形显著增加的现象，称为屈服或流动。——屈服极限SE§9.3材料在拉压时的力学性能低碳钢拉伸试验强化阶段（CD）不再服从虎克定律——强度极限b颈缩阶段（DE）出现颈缩现象，试件破坏。冷作硬化现象塑弹能提高材料的屈服极限，而塑性性变变性变形和伸长率降低。形形§9.3材料在拉压时的力学性能低碳钢拉伸试验伸长率（延伸率）和断面收缩率ll1100%lAA1100%A•塑性材料：>5%•脆性材料：<5%§9.3材料在拉压时的力学性能铸铁拉

5、伸时的力学性能无屈服阶段和颈缩现象应力应变近似成正比只有强度极限b视频：铸铁拉伸实验§9.3材料在拉压时的力学性能低碳钢和铸铁在压缩时的力学性能低铸碳铁钢拉拉压压比比较较§9.3材料在拉压时的力学性能塑性材料和脆性材料力学性能的主要区别塑性材料脆性材料变形断裂时有明显的塑性变形无明显塑性变形，突然断裂强度抗拉与抗压能力相同抗压能力远大于抗拉§9.4轴向拉压杆的强度计算极限应力和许用应力极限应力00塑性材料：0=s[]脆性材料：0=bn许用应力n——安全系数（n>1）影响安全系数的因素载荷估算的准确性；

6、简化过程和计算方法的精确性；材料的均匀性和材料性能数据的可靠性；构件的重要性。§9.4轴向拉压杆的强度计算轴向拉压杆的强度条件校核FNFN——该截面内力设计截面[]maxAA——横截面面积设计载荷例9.4.1图示为一刚性梁ACB由圆杆CD在C点悬挂连接，B端作用有集中载荷F=25KN，已知：CD杆的直径d=20mm，许用应力=160MPa。试求：1)试校核CD杆的强度；2)试求结构的许可载荷[F]；3)若F=50kN,试设计CD杆的直径d。§9.4轴向拉压杆的强度计算轴向拉压杆的强度条件校核FNFN——该截面内

7、力设计截面[]maxAA——横截面面积设计载荷例9.4.2图9.4.2为一钢木结构。AB为木杆，其截面面积A=10×103mm2，许用应力AB=7MPa；BC为钢杆，其截面面积A=600mm2，BC许用应力=160MPa。试求B处可吊的最大许可载荷P。§9.4轴向拉压杆的强度计算例题BC和CD为圆截面钢杆，直径d=20mm，许用应力【】BD=160MPa。求此结构的许可载荷？若两杆直径、材料均不一样，如何求45°30°许可载荷？C提示：分别按两根杆设计许可载荷，P然后相比较，取最小值。§9.4轴向拉压杆的强度计算

8、例题某油缸端盖与缸体用一组6个完全相同的螺栓联接。已知缸体内径D=350mm，油压p=1Mpa，若螺栓的许用应力[]=40Mpa，求螺栓的直径d。螺栓Dp缸盖§9