轴向拉伸与压缩3（强度计算）课件.ppt

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1、第二章轴向拉伸与压缩第3讲Wednesday,August18,2021MechanicsofMaterials§2–7失效、安全系数和强度计算一、工作应力：构件工作时的应力。二、失效：由于强度不足引起的失效，如断裂、明显的塑性变形。三、极限应力、许用应力和安全系数：杆件发生失效时的应力称极限应力,由实验测得.构件工作时所许可的最大应力。------由实验测出极限应力，打一折扣，除以一个大于一的数值所得到的应力。四、强度条件及其应用一个大于１的常数。1、极限应力：2、许用应力[]：3、安全系数ｎ：8/18/20212MechanicsofMateri

2、als强度设计准则（StrengthDesign）：其中：[]--许用应力，max--危险点的最大工作应力。2）设计截面尺寸：依强度准则可进行三种强度计算：保证构件不发生强度破坏并有一定安全裕量的条件准则。1）校核强度：3）许可载荷：8/18/20213MechanicsofMaterials[例1]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：2）应力：3）强度校核：4）结论：1）轴力：FN=P=25kN此杆满足强度要求，能够正常工作！8/18/20214MechanicsofMat

3、erials[例2]简易起重机构如图，AC为木制梁，吊车与吊起重物总重为P=30KN，BC杆为钢杆，已知AC杆：A1=100cm2,[]1=7MPa;BC杆:A2=6cm2,[]2=160MPa.问：1）构架是否能安全工作？2）吊车所允许的最大起吊重量？3）当P=[P]时，钢杆的截面应为多大？ACB30oP解：PFNBCFNAC杆件受力分析：8/18/20215MechanicsofMaterials1、应力，判断强度强度足够！AC杆BC杆由AB杆：由BC杆：2、确定最大起重量PFNBCFNAC8/18/20216MechanicsofMateri

4、als3、若P=[P]时，确定钢杆的截面积BC杆有截面储备！8/18/20217MechanicsofMaterials习题1已知杆1、杆2的横截面面积分别为A1=732mm2，A2=259mm2，两杆的许用应力均为[s]=160MPa。试求该杆系的许可载荷。300450PACB12解：1、取C为研究对象，如图PFN1FN2xy8/18/20218MechanicsofMaterials2、确定应力3、确定许可载荷8/18/20219MechanicsofMaterials例题3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，

5、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。q钢拉杆4.2m8.5m8/18/202110MechanicsofMaterials1）整体平衡求支反力解：qRBYAXA8/18/202111MechanicsofMaterials3）应力：4）强度校核与结论：此杆不满足强度要求，不安全！2）局部平衡求轴力：qYAXAXCFNYC8/18/202112MechanicsofMaterials例题4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：

6、LPqABCDhx要使BD杆最轻，即体积最小，则这是截面设计的问题！8/18/202113MechanicsofMaterialsABCP2）BD杆面积A：解：LPqABCDhx1）BD杆内力N(q)：取AC为研究对象，受力分析如图YAXAFN8/18/202114MechanicsofMaterials3）求VBD的最小值：ABCPYAXAFN8/18/202115MechanicsofMaterials人类社会的发展历程，是以材料为主要标志的。100万年以前，原始人以石头作为工具，称旧石器时代。1万年以前，人类对石器进行加工，使之成为器皿和精致的工

7、具，从而进入新石器时代。新石器时代后期，出现了利用粘土烧制的陶器。人类在寻找石器过程中认识了矿石，并在烧陶生产中发展了冶铜术，开创了冶金技术。公元前5000年，人类进入青铜器时代。公元前1200年，人类开始使用铸铁，从而进入了铁器时代。随着技术的进步，又发展了钢的制造技术。18世纪，钢铁工业的发展，成为产业革命的重要内容和物质基础。19世纪中叶，现代平炉和转炉炼钢技术的出现，使人类真正进入了钢铁时代。与此同时，铜、铅、锌也大量得到应用，铝、镁、钛等金属相继问世并得到应用。直到20世纪中叶，金属材料在材料工业中一直占有主导地位。8/18/202116Me

8、chanicsofMaterials上世纪20世纪中叶以后，科学技术迅猛发展，作为发明之母和产