最新高职《机械设计基础》课件7PPT课件.ppt

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1、高职《机械设计基础》课件7以上构件的受力特点是：在通过构件轴线的平面内，受到力偶或垂直于轴线的外力作用。其变形特点是：构件的轴线由直线变成一条曲线，这种变形称为弯曲变形。以弯曲变形为主的构件习惯上称为梁。工程实际中常用直梁的横截面形状主要有圆形、矩形、T字形和工字形等，如图9-13所示。图9-13图9-159.2.3梁的内力与内力图1、剪力与弯矩图9-16首先，利用静力平衡条件求出A、B的支座反力NA与NB为其次，假想地用一截面将梁沿m-m截面截开，取左段进行分析，如图9-16(b)所示。为了达到平衡，在m-m截面上必须作用一个与NA等值、反向的力Fs。NA与F

2、s构成力偶，又有让梁顺时针转动的趋势。为了达到转动平衡，截面上必须作用有一个力偶M。图9-16中使梁的横截面发生错动的内力Fs称为剪力；使梁的轴线发生弯曲的内力偶矩M称为弯矩。其大小可以由平衡条件求出，即:式中，C1为左段截面形心。若取m-m截面右段为研究对象，作同样分析后，可求得与左段截面上等值、反向的剪力Ｆs′和弯矩M′，与左段截面上的剪力Fs和弯矩M互为作用与反作用的关系。为了使同一截面取左、右不同的两段时求得的剪力和弯矩符号相同，把剪力和弯矩的符号规定为：使所取该段梁产生“左上右下”的相对错动的剪力方向为正，反之为负，如图9-17所示；使所取该段梁弯曲

3、呈上凹下凸的弯矩为正，反之为负，如图9-18所示。图9-17图9-182、剪力图和弯矩图工程中，梁横截面上的剪力和弯矩沿梁的轴线发生变化。若以横坐标x表示梁的横截面位置，则梁在各横截面上的剪力Fs和弯矩M可以写成x的函数：Fs=Fs(x)M=M(x)以上两式分别称为剪力方程和弯矩方程。为了直观地反映梁上各横截面上的剪力和弯矩的大小及变化规律，可根据剪力方程和弯矩方程,用横坐标x表示梁的横截面的位置,纵坐标分别表示剪力Fs和弯矩M的大小而画出的图形，分别称为剪力图和弯矩图。【例9-6】如图9-19(a)所示，简支梁AB受集中截荷F=12kN，试画出其剪力图和

4、弯矩图。解(1)求A、B的支座反力。图9-19(2)列剪力方程与弯矩方程。①对AC段，取距A端为x1的截面左段，画出受力图，如图9-19(b)所示。列平衡方程：②对CB段，取距A端为x2的截面左段，画出受力图，如图9-19(c)所示。列平衡方程：(3)绘制剪力图和弯矩图。根据梁的各段上的剪力方程和弯矩方程，绘出剪力图，如图9-19(d)所示,绘出弯矩图，如图9-19(e)所示。从剪力图上可以看出，在集中力F作用处，剪力图上会发生突变，突变值即等于集中力F的大小。由剪力图和弯矩图可知,集中力F作用在C截面上，剪力和弯矩都达到最大值。【例9-7】如图9-20(

5、a)所示，悬臂梁AB受均布载荷作用,试绘制其剪力图和弯矩图。解设截面m-m与B端之间的距离为x，取m-m截面的右段为研究对象，画出受力图,如图9-20（b）所示。根据平衡条件：Fs-qx=0Fs=qx(0≤x≤l)(0≤x≤l)图9-209.2.4弯曲时的正应力与强度计算1、变形几何关系纯弯曲：横截面上只有正应力，没有切应力的弯曲。如图9-21所示梁的BC段。图9-21若将11和22所夹部分取出，如图9-22(c)所示。上部纤维缩短，下部纤维伸长，根据变形的连续性，它们之间有一层纵向纤维既不伸长又不缩短，这一层称为中性层。中性层与横截面的交线称为中性轴。中

6、性层将横截面分为受拉区和受压区，在受拉区或受压区内，纵向纤维的变形与到中性轴的距离成正比，这表明纵向纤维所受的力也与到中性轴的距离成正比。由于每根纵向纤维可以代表横截面上的一点，因此横截面上任意一点的正应力与该点到中性轴的距离成正比。图9-222、横截面上的正应力梁受纯弯曲时，其横截面上只有正应力，没有切应力。横截面上任意一点的正应力与该点到中性轴的距离成正比，距中性轴等高度的各点正应力相等，而中性轴上各点处正应力为零。横截面上应力分布如图9-23(a)所示。可以证明距离中性轴为y处点的正应力计算公式为σy=My/Iz,如图9-23(b)所示。式中Iz为横截面对中

7、性轴的惯性矩，对矩形截面Iz=bh3/12，圆形面Iz=πd4/64。图9-23从上图可以看出，离中性轴最远的梁的上、下边缘处正应力最大，最大正应力用符号σmax表示，其值为上式中,称为截面对中性轴z的抗弯截面系数，其单位为m3或mm3。对于常见的截面其抗弯截面系数分别如下。(1)矩形截面(如图9-24(a)所示)：(2)圆形截面(如图9-24(b)所示)：(3)圆环截面(如图9-24(c)所示)：其中图9-243、弯曲正应力强度条件对于等截面梁，最大正应力产生在最大弯矩作用的截面上，此截面称为危险截面。危险截面的上、下边缘正应力最大。正应力最大的点称为危险

8、截面上的危