材料力学-组合变形ppt课件.ppt

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1、材料力学第八章组合变形第八章组合变形§8–1组合变形与叠加原理§8–2斜弯曲§8–3拉(压)弯组合偏心拉伸（压缩）§8-4弯曲与扭转一、组合变形：由两种或两种以上基本变形组合而成的变形。§8–1组合变形和叠加原理组合变形MFyFxFMFFTTzxyFxFyzxyFyFz二、组合变形的研究方法——叠加原理构件在组合变形下的应力、内力、变形和位移等于每一种基本变形各自引起的应力、内力、变形和位移的叠加。组合变形使用条件：构件的应力、内力、变形和位移与外力成线性关系。三、组合变形的解题步骤——先分解后叠加①外力分析：外力向形心简化并沿坐标轴分解②内

2、力分析：求每个外力分量对应的内力和内力图，确定危险截面（综合内力比较大的截面）。③应力分析：画危险截面的应力分布图，应力叠加，确定危险点并分析危险点的应力状态，求主应力。组合变形④强度计算：选择强度理论，求相当应力，建立危险点的强度条件，进行强度计算（校核、截面尺寸设计、确定许可载荷）。一、斜弯曲：杆件产生弯曲变形，但弯曲后，挠曲线与外力（横向力）不共面。§8–2斜弯曲（弯曲与弯曲的组合变形）组合变形斜弯曲的工程实例xyzF二、斜弯曲的研究方法：1.外力分解：将外载沿横截面的两个坐标轴分解，于是得到两个正交的平面弯曲。组合变形FyFzFzFyy

3、zFj2.内力分析：组合变形xyzFFyFzFzFyyzFjLMzxMyx3.应力分析My引起的应力：Mz引起的应力：组合变形xyzFFyFzLMzMy任一点的应力：组合变形合应力：xyzFFyFzLMzMyDBAC中性轴方程：组合变形FzFyyzFjBDa中性轴结论：在斜弯曲时，外力与中性轴不垂直，即中性轴不与外力作用面垂直。只有当Iy=Iz时，中性轴与外力才垂直。在中性轴两侧，距中性轴最远的点为最大拉压正应力点。5.变形计算4.强度条件：结论：在斜弯曲时，挠曲线与外力不在同一平面内。当=时，在同一平面内，此时为平面弯曲。组合变形FzFy

4、yzFjBDa中性轴wwzwyb组合变形拉弯组合变形实例§8–3拉(压)弯组合偏心拉（压）§8–3拉(压)弯组合偏心拉（压）一、杆件同时受横向力和轴向力的作用组合变形yyzxlFxFyF1.外力分解：组合变形yyzxlFxFyF2.内力分析：xFNxM组合变形yyzxlFxFyF3.应力分析：AB+=or组合变形yyzxlFxFyF4.强度条件：ABBA组合变形yyzxlFxFyF压弯组合：ABBA二、偏心拉伸组合变形yzxl1.外力分析：FMeFN=FxFNxM2.内力分析：组合变形yz3.应力分析：+=xlMeFN=FABBD

5、ACCD组合变形4.强度条件：yzxlMeFN=FABCD当h<6e时有压应力。三、偏心压缩：组合变形FxyzFMyxyzFMyMz1.外力分析：FMZMy二、应力分析：组合变形xyzFMyMzAACCBB三、危险点的应力组合变形yzABCD四、强度条件：F解：选AB为对象例1F=15kN，=30o，[]=100MPa，AB为No.25a工字钢，试校核AB的强度。组合变形2m2mFBDCAFFCFAyFAxFC=60KNFAx=52KNFAy=15KN—FN52KN—M30KNm例1F=15kN，=30o，[]=100MPa，AB为N

6、o.25a工字钢，试校核AB的强度。组合变形2m2mFBDCAFFCFAyFAx——FNM52KN30KNmNo.25a：A=4854mm2Wz=402cm3安全解：例2F=80kN，[]=140MPa，试校核强度。组合变形FN=80KNM=805=400Nm108010FFFFNM不安全对称开槽：解：两柱均为压应力例3图示不等截面与等截面杆，受力F=350kN，试分别求出两柱内的绝对值最大正应力。图（1）图（2）组合变形F300200200F200200MFFd组合变形§8–4弯曲与扭转弯扭组合变形工程实例xyz组合变形外力向形心简化一

7、、弯扭组合的简单情形①外力分析：弯扭组合变形T=FR：扭转F：xy平面内弯曲计算简图xyzRFoFT②内力分析：外力分量对应的内力确定危险截面组合变形内力图xyzFMnT(Nm)x(Nm)MmaxxMxzy③应力分析：画危险面应力分布图组合变形危险点单元体图AAABBB④求主应力，建立强度条件组合变形对于圆轴A组合变形④求主应力，建立强度条件对于圆轴A组合变形80ºF2zyxF1150200100ABCD200300二、弯扭组合的一般情形例1：图示圆轴，直径D=30mm，轮B上作用与y轴平行的力F1=1200N，[]=160MPa，试用强

8、度理论校核轴的强度。组合变形①外力分析：外力向形心简化并分解弯扭组合变形80ºF2zyxF1150200100ABCDMx：扭转F1，F2y：xy平面