杆件的应力与强度计算课件.ppt

《杆件的应力与强度计算课件.ppt》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、FRAK总应力：一、应力的概念受力杆件截面上某一点处的内力集度称为该点的应力。总应力p是一个矢量，通常情况下，它既不与截面垂直，也不与截面相切。为了研究问题时方便起见，习惯上常将它分解为与截面垂直的分量σ和与截面相切的分量τ。总应力分解为与截面相切pK工程中应力的单位常用Pa或MPa。1Pa=1N/m21MPa=1N/mm2另外，应力的单位有时也用kPa和GPa，各单位的换算情况如下：1kPa=103Pa，1GPa=109Pa=103MPa1MPa=106Pa正应力σ剪应力τ与截面垂直说明：（1）应力是针对受力杆件的某一截面上某一点而言的，所以

2、提及应力时必须明确指出杆件、截面、点的名称。（2）应力是矢量，不仅有大小还有方向。（3）内力与应力的关系：内力在某一点处的集度为该点的应力；整个截面上各点处的应力总和等于该截面上的内力。第2节材料在轴向拉压时的力学性能材料在拉伸、压缩时的机械性能标准圆试件：l0/d0=10或5，常用d=10mm，l0=100mm的试件进行测试。称为标距；压缩时，圆截面试件高度h与直径d之比为1—3。试验通常在室温的条件下按一般的变形速度进行。在上述条件下所得材料的力学性质，称为常温、静载下材料在拉伸（压缩）是的力学性质。低碳钢在拉伸时的力学性质拉伸过程弹性阶段屈服阶段

3、强化阶段局部变形阶段强度指标与塑性指标对低碳钢这一类材料：屈服极限和强度极限是衡量其强度的主要指标。弹性变形塑性变形延伸率和截面收缩率：低碳钢压缩铸铁拉伸与压缩第3节轴向拉压杆的应力与强度计算问题提出：FPFPFPFP1.内力大小不能衡量构件强度的大小。2.强度(1)内力在截面分布集度应力；(2)材料承受荷载的能力。FPFP’变形规律试验：一、拉（压）杆横截面上的应力观察发现：当杆受到轴向拉力作用后，所有的纵向线都伸长了，而且伸长量都相等，并且仍然都与轴线平行；所有的横向线仍然保持与纵向线垂直，而且仍为直线，只是它们之间的相对距离增大了。轴向拉伸和压

4、缩根据从杆件表面观察到的现象，从变形的可能性考虑，可推断：轴向拉杆在受力变形时，横截面只沿杆轴线平行移动。由此可知：横截面上只有正应力σ。假如把杆想象成是由许多纵向纤维组成的话，则任意两个横截面之间所有纵向纤维的伸长量均相等，即两横截面间的变形是均匀的，所以拉（压）杆在横截面上各点处的正应力σ都相同。sFNFP轴向拉伸和压缩通过上述分析知：轴心拉杆横截面上只有一种应力——正应力，并且正应力在横截面上是均匀分布的，所以拉杆横截面上正应力的计算公式为式中A—拉（压）杆横截面的面积；FN—轴力。当轴力为拉力时，正应力为拉应力，取正号；当轴力为压力时，正应力为

5、压应力，取负号。轴向拉伸和压缩对于等截面直杆，最大正应力一定发生在轴力最大的截面上。习惯上把杆件在荷载作用下产生的应力，称为工作应力。通常把产生最大工作应力的截面称为危险截面，产生最大工作应力的点称为危险点。对于产生轴向拉（压）变形的等直杆，轴力最大的截面就是危险截面，该截面上任一点都是危险点。轴向拉伸和压缩例图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已知F=20kN；斜杆AB为直径20mm的圆截面杆，水平杆CB为15×15的方截面杆。FABC解：1、计算各杆件的轴力。用截面法取节点B为研究对象45°12BF45°轴向拉伸和压缩BF45°2、计算各杆件的应力

6、。轴向拉伸和压缩σαPαpατα图示直杆拉力为P横截面面积A横截面上正应力为为斜截面上的应力计算公式斜截面上正应力为pα斜截面上的应力称为全应力PPαAAαPN＝Pαpα二、斜截面上的应力σ=0说明緃向无正应力2.最大应力和最小应力（1）最大最小应力正应力当α＝00时拉杆σmax=σ压杆σmin=-σ(2)最大最小应力剪应力当α＝+450时当α＝900时σ/2τmaxτminσ/2450-450三、强度计算塑性材料脆性材料极限应力n—安全系数—许用应力。任何一种材料都存在一个能承受应力的上限，这个上限称为极限应力，常用符号σo表示。轴向拉伸和压缩塑性材

7、料的许用应力脆性材料的许用应力选取安全系数的原则是：在保证构件安全可靠的前提下，尽可能减小安全系数来提高许用应力。确定安全系数时要考虑的因素，如：材料的均匀程度、荷载的取值和计算方法的准确程度、构件的工作条件等。塑性材料nS取1.4～1.7；脆性材料nb取2.5～3。某些构件的安全系数和许用应力可以从有关的规范中查到。轴向拉伸和压缩σmax≤[σ]σmax是杆件的最大工作应力，可能是拉应力，也可能是压应力。对于脆性材料的等截面杆，其强度条件式为：式中：σtmax及[σt]分别为最大工作拉应力和许用拉应力；σcmax及[σc]分别为最大工作压应力和许用压

8、应力。1.强度条件轴向拉伸和压缩根据强度条件，可以解决三类强度计算问题1、强度校核：2、设计截