拉伸压缩与剪切扭转演示教学.ppt

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1、拉伸压缩与剪切扭转剪力、剪应力及强度条件考虑受剪面上的剪力，其概念与杆件横截面上的剪力类似受剪面上的平均应力，即t=Q/A，作为剪切面上的名义剪应力计算强度条件仍按常规剪应力强度设计进行tmax[t]例2.14电瓶车挂钩。插销材料为20钢，[t]=30MPa，直径d=20mm。t=8mm，1.5t=12mm。P=15kN。校核插销的剪切强度。例2.14解剪力为Q＝P／2剪切面面积At==23.9MPa<[t]QA结论：安全例2.15已知钢板厚t=10mm，其剪切极限应力tu=300MPa。要冲出直径d=25mm的孔，需多大冲剪力P？例2.15解剪切面为如图

2、的圆柱面A=pdt＝785mm2PAtu=236x103N=236kN挤压的实用计算接触面上由于挤压力太大而产生塑性变形，引成的破坏称挤压破坏。实际挤压面计算挤压面挤压面面积的计算按计算挤压面计算挤压面面积,用符号Abs由于实际的挤压应力分布相当复杂，因而仅计算在计算挤压面上的平均压应力，称挤压应力,用符号sbs实际挤压应力的分布及挤压面计算挤压面挤压强度条件sbs=[sbs]PAbs[sbs]称许用挤压应力。许用挤压应力通常大于许用应力[s]例2.16齿轮用平键与轴联接。已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为bxhxl=20x12x100mm，传递扭转力

3、偶矩m=2kN·m，键的许用应力[t]=60MPa，[sbs]=100MPa。校核键的强度。对O点取矩，有例2.16解t==28.6MPa<[t]QblQ=Psbs==95.3MPa<[sbs]PAbs安全安全Abs=hl/2例2.17计算挤压面Abs=1.5dt例2.17解sbs==62.5MPa<[sbs]PAbs安全题2.55确定图示联接或接头中的剪切面的挤压面。右半部的剪切面左半部的剪切面挤压面题2.55续剪切面挤压面题2.55续剪切面挤压面第三章扭转提要扭转外力偶如何计算？受扭轴横截面上有何内力？该内力正负如何规定？受扭轴横截面上有何应力？该应力公

4、式如何建立？§3.1扭转的概念和实例扭转工程实例自行车，中轴受扭转扭转工程实例传动轴扭转工程实例扭转工程实例扭转工程实例扭转工程实例多多机械传动有大量受扭转构件受力特点受扭转构件的受力特点——在垂直于杆轴的两平面内分别作用两个等值，反向的力偶。mm轴以扭转变形为主的杆件------称为轴本章主要讨论等直圆轴的强度刚度计算§3.2外力偶矩的计算扭矩和扭矩图（一）外加力偶矩与功率和转速的关系m=9549N(kW)n(r/min)(N.m)m=7024N(Hp)n(r/min)(N.m)§3.2外力偶矩扭矩系数9549：青年节5499系数7024：1k字节1024

5、7§3.2外力偶矩扭矩二）受扭轴的内力----扭矩和扭矩图mmnnT截面法求----横截面内力TT----扭矩-扭矩的正负号规则同一位置处左、右侧截面上内力分量必须具有相同的正负号扭矩的正负号规定：右手螺旋法则-——T矢量与截面外法线方向相同T为正T扭矩图横截面扭矩T沿杆轴变化规律的图象——扭矩图T例3.1传动轴主动轮A的输入功率NA＝50马力，从动轮B、C、D输出功率分别为NB＝NC＝15马力，ND＝20马力，转速n＝300r/min。画扭矩图。例3.1解用截面法求出内力mA=1170N·mmB=mC=351N·mmD=468N·mT1=-mB=-351

6、NmT2=-mB-mc=-702NmT3=mD=468Nm例3.1解画出内力图T1=-351N·mT2=-702N·mTT3=468N·m例3.1解－改变齿轮放置位置把主动轮A置于右端，最大扭矩增长67％T3=-mB–mC-mD=-mA=–1170NmT33§3.4圆轴扭转时应力受扭圆轴横截面上有何应力？其应力公式如何分析与推导？平面假定几何关系应变分布物理关系应力分布平衡方程应力表达式受扭圆轴横截面应力分析方法试验观察剪应力互等定律xyzdxdydztdydz·dx=t’dxdz·dyt=t’试验分析推理论证平面保持平面由平面保持平面导出变形协调方

7、程由物理关系得到应力分布剪应力公式思路圆轴扭转时变形特征试验观察加载前画横向圆周线及纵向线试验观察TT加载后现象：TT1、各纵向线倾斜同角度2、各圆周线大小形状间距不变圆轴扭转时的应力变形特征ABCDABCDtt´圆轴扭转时的应力变形特征反对称分析论证平面保持平面圆轴扭转时横截面上的切应力反对称分析论证平面保持平面第一个结论圆轴扭转时，横截面保持平面，平面上各点只能在平面内转动圆轴扭转时横截面上的切应力反对称分析论证平面保持平面圆轴扭转时横截面上的切应力反对称分析论证平面保持平面最终结论圆轴扭转时，横截面保持平面，并且只能发生刚性转动。圆轴扭

8、转时横截面上的切应力圆轴扭转时，横截面保持平面，并且