第四讲材料力学ppt课件.ppt

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1、§2-6强度条件•安全系数•许用应力Ⅰ、材料的许用应力塑性材料:脆性材料:对应于拉、压强度的安全因数极限应力suss或sp0.2sb许用应力n>1Ⅱ、关于安全因数的考虑（1）计算简图与实际结构的差异；（2）实际荷载与设计载荷有出入；（3）实际尺寸与设计尺寸有偏差。实际工作应力>理论设计工作应力（4）极限应力是通过概率统计得来；（5）考虑强度储备。偶然的极端工作条件ns一般取1.25~2.5，塑性材料:脆性材料:或nb一般取2.5~3.0，甚至4~14。Ⅲ、拉（压）杆的强度条件保证拉（压）杆不因强度不足发

2、生破坏的条件等直杆强度计算的三种类型：（1）强度校核（2）截面选择（3）计算许可荷载5%例图示三铰屋架中，均布荷载的集度q=4.2kN/m，钢拉杆AB直径d=16mm，许用应力[s]=170MPa。试校核拉杆的强度。ACB1.42m8.5m9.3m0.4mq（1）强度校核解：1、整体平衡求支反力考虑结构的整体平衡并利用其对称性FByFAxFAyACB1.42m8.5m9.3m0.4mq取分离体如图并考虑其平衡2、局部平衡求钢拉杆的轴力。FAyqCA1.42m4.65m4.25mFNFCyFCx3、求钢拉

3、杆的应力并校核强度。故钢拉杆的强度是满足要求的。FCyFCxFAyqCA1.42m4.65m4.25mFN例已知：F=16kN，[s]=120MPa。试选择图示桁架的钢拉杆DI的直径d。解：巧取分离体如图ACB4m63=18mFFFFFDEGHIJKLFmmFNF'NF"NFAF3m3mACIH（2）截面选择由杆件的强度条件得由于圆钢的最小直径为10mm，故取d=10mm。FNF'NF"NFAF3m3mACIH例图示三角架中，杆AB由两根10号工字钢组成，杆AC由两根80mm80mm7mm的等边角

4、钢组成。两杆的材料均为Q235钢，[s]=170MPa。试求此结构的许可荷载[F]。F1m30ºACB（3）计算许可载荷（1）节点A的受力如图，其平衡方程为：解：得F1m30ºACBAFxyFN2FN130º（2）查型钢表得两杆的面积（3）由强度条件得两杆的许可轴力：杆AC杆AB杆AC杆AB(4)按每根杆的许可轴力求相应的许可荷载：F1m30ºACB§2-7应力集中的概念应力集中由于杆件横截面突然变化而引起的应力局部骤然增大的现象。截面尺寸变化越剧烈，应力集中就越严重。理论应力集中因数：具有小孔的均匀受

5、拉平板下标ts表示是对应于正应力的理论应力集中因数snom——截面突变的横截面上smax作用点处的名义应力；轴向拉压时为横截面上的平均应力。第三章扭转西南交通大学应用力学与工程系材料力学教研室§3-1概述各横截面绕杆的轴线作相对转动；扭转角杆表面上的纵向线变成螺旋线。表面切应变受力特点：外力矩作用面垂直杆的轴线变形特点：MeMe§3-2外力矩的计算·扭矩及扭矩图一、外力矩的计算主动轮上的外力矩转向与传动轴的转向相同，从动轮上的外力矩转向与传动轴的转向相反。Me1Me2Me3n从动轮主动轮从动轮主动轮输入

6、功率=从动轮输出功率主动轮力矩=从动轮力矩二、扭矩扭转变形时，横截面上的内力矩称为扭矩，用符号T表示。截面法：截、取、代、平11TMeMeAB11BMeAMe11xxT正负扭矩的符号规定：右手螺旋法则TTT假定的扭矩方向求出的扭矩大小真实的扭矩方向扭矩符号约定指向横截面+指向横截面－×背离横截面+背离横截面+√截面法时，通常假定扭矩的方向背离横截面目的①扭矩变化规律；②

7、T

8、max值及其截面位置强度计算（危险截面）。xT三、扭矩图例：一传动轴如图，转速n=300r/min，转向如图中蓝色箭头所示；主动

9、轮A输入的功率P1=500kW，三个从动轮B、C、D输出的功率分别为：P2=150kW，P3=150kW，P4=200kW。试作轴的扭矩图。（1）首先必须计算作用在各轮上的外力偶矩解：M1M2M3M4ABCD（2）分别计算各段的扭矩221133M1M2M3M4ABCDT111xM2AT2AM2BM322xT333DM4x截面法：截、取、代、平（3）绘制扭矩图Tmax=9.56kN·m在BC段内M1M2M3M4ABCD4.789.566.37T/(kN·m)x§3-3薄壁圆筒的扭转——通常指的圆筒内力偶矩

10、——扭矩T薄壁圆筒nnMeMedlTMenndr0扭转实验：1.实验前：①绘纵向线，圆周线，形成矩形网格；②施加一对外力偶2.实验观察结果①圆周线:形状、大小和间距均未改变，只是绕轴线作了相对转动。②纵向线:倾斜了同一微小角度矩形网格:歪斜成同样大小的平行四边形。MeMe圆周线间距不变；表面变形特点及分析：——横截面没有正应力，只有切应力2.所有纵向线发生倾斜且倾斜程度相同。——切应力沿圆筒周向均匀分布MeMe3.剪切变形发生于和半径垂直