工程力學(xué)06-拉壓桿件的應(yīng)力變形分析和強(qiáng)度設(shè)計.

1、船1拉、壓桿的內(nèi)力、變形應(yīng)力 口材料的力學(xué)性能 桿件的強(qiáng)度設(shè)計其它一些概念6.1拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力與變形工程問題 考慮下o三組桿件受力，哪根桿會先a破壞1 2 二：八AIti6.1拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力與變形& 1.1應(yīng)力計算（冋顧）：當(dāng)外力沿著桿件的軸線作用時，其橫截面只有軸力一個分量一力巧vV桿件橫截面上將只有正應(yīng)力（T正應(yīng)力計算m 上一 kJml斗1訃式中Sml14応（6-nF.v桿件截面上的軸力A桿件橫載面的面積6.1拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力與變形6-1. 2變形計算工程問題上莊三三三三三1）絕對變形與彈性模量節(jié)三三二桿的軸向變形：2V = /；囲旬變形：=方6/的6-1.2變形計算1）絕

2、對變形與彈性模量胡克宦律4 = EA彈性康量 式中:E稱彈性模S,陽稱抗拉壓剛度r41復(fù)瘩計/ /松6.1拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力與變形6.1. 2變形計算2）相對變形與正應(yīng)變對刻B桿件軸向變形程度正應(yīng)變軸向變形4與桿長/的比值一一軸向正應(yīng)變弓(6-4)由：CT二6.1拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力與變形6.1拉伸與壓縮桿件的應(yīng)力與變形 r t-6-1.2變形計算3）橫向變形與泊松比議向變冊J桿的橫向變形：Ab = bj-b泊松比實驗表明，當(dāng)內(nèi)力在彈性范圍內(nèi)時，橫向應(yīng)變6, 與軸向應(yīng)變G之比的存在比例尖系即：% = V 比（6-6）材料的彈性模量從以及泊松比W都是材料說的固 有的彈性常數(shù)（門皿）解：最大正應(yīng)

3、力:1）作軸力圖F曲滬 2耳二J2”kNFndF 2FpFg =Fp=-6HkNFnbcaFp =60kN21八4八雄廐為擁閒變截面直桿，ADE段為銅材，恵BC段為麝P(guān)已知 ADEB橫截面稅4滬X/O5mV，C段橫截面 積4 肌=5Xf供mm2.尸嚴(yán)的kN，銅儀二/MGPq，鋼 E$=2GFiu受力及尺寸如圖。求：1）橫截面上最犬正 應(yīng)力：2）桿的總伸長量。W%旁您（）柯R血車fO刃.;t51 WMiN；，：j i M inftOkN I2OkN應(yīng)力是個比值，應(yīng) 該發(fā)生在你與A噠為躡大截甘 U*譙必段CQAu/ni 例 GJ 4AA=/X/0Amnp 如產(chǎn) 5X/02mnP, E 戶 OOGF

4、N, AA2/0GPa2）計算站年應(yīng)力p=-/20MPaK FNBC b（M）才 4 心C60XWNT20X1WNMXMXeW* LzgggsZJftLjt MW ff:WKNftOkN*1）計算務(wù)段伸長2）七十算總伸碩k Mr*?.HlkN 5x/r/x/rAW=120X1 Pa =/20MPa皿T Sa丘Sho二丄2”卜1?赴、 A3r 厶 qAQ noi 例 GJ 4AA=/X/0Amnp 如產(chǎn) 5X/02mnP,E 戶 OOGFN, =2MGPtu總伸長量求解:4二二如遷八呼o J4=Z229X/Mm 一斗 229X10J DL| m7r 例6 2吊車，斜桿AB為直程產(chǎn)2亦1的鋼桿角電

5、粥為鋼 梁，截面積4產(chǎn)232X/Nnin2載荷M=75kN.當(dāng)用移到A點時求桿AB和梁橫介截面上的應(yīng)力辭:當(dāng) 戟移到A點肘斜桿受力最大1）考慮AC桿求各桿受力耳梟工F嚴(yán)OF竹Nina 一W=0 EF； =0 Frc 肚IF5=Fw門F加沁心你/，AA cosa=Z# fF 府3 & 7kN=1537X1 臚 a 二冷 3 7M PaaZTj例G - 2吊車，斜桿AB為直程產(chǎn)20inni的鋼桿“擬辣 為 鋼梁，截面積4產(chǎn)232X/Nnin2載荷M=75kN.當(dāng)用移到A點 時求桿AB和梁橫AC截面上的應(yīng)力2）計算桿件應(yīng)力F w=5S. 7kN 鼻產(chǎn) 35 上 7 lLi 星, b /3&75% 卸

6、”心護(hù) 2nXM - dni 電；=/23X/0APa=725MPa二 35/7 X/滬 NAn 2.32X/0X/處 nP（匡”a -:6.2拉伸與壓縮桿件的強(qiáng)度設(shè)計材料力學(xué)的工程設(shè)計內(nèi)容：分析已有的或設(shè)想中的機(jī)器或結(jié)構(gòu)確定結(jié) 構(gòu)在特定受力條件下的性態(tài)設(shè)計新結(jié)構(gòu)時使之 既安全又經(jīng)濟(jì)選用什么材料適合于設(shè)計的結(jié)構(gòu)給定受力 和材料，什么樣截面合適于結(jié)構(gòu)口結(jié)小給定鰹和 受力T能甭腳工作6.2拉伸與壓纟嚇件的強(qiáng)度設(shè)計6- 2.1強(qiáng)度設(shè)計準(zhǔn)則、安全因數(shù)與許用應(yīng)力強(qiáng)度設(shè)計2指將軒件中的最大應(yīng)力限制在允許的范圍內(nèi)，以保證桿 件正常工作，不僅不發(fā)生失效，還要有一定的安全裕度。喪度準(zhǔn)M （條件）芒（6-7）許用

7、應(yīng)力：指與桿件所使用的材料性能以及工程對保證桿件安全的 限定應(yīng)力值應(yīng)刀=-JJ-g）茨全因散：規(guī)定的桿件安全裕度值S6.2拉伸與壓縮桿件的強(qiáng)度設(shè)計6. 2.2三類強(qiáng)度計算問題（強(qiáng)度準(zhǔn)則的應(yīng)用）強(qiáng)度校核：J 害 WIB(6 9)2）截面尺寸設(shè)計：Fv(6 Hnih3）確定桿件或結(jié)構(gòu)許可載荷;1）II PWBWBPRAIIMH4例閃螺紋小伽”mm的螺栓，緊固時承受瓣廠fA20kN,若已知螺栓的許用應(yīng)力B=/50MPib試校核螺栓強(qiáng)度是否安全.辭N）確定螺栓所受軸力2Fp = 2nkN2)計算螺栓橫截面上應(yīng)力F、2HX/0N cr=A4 (/5X/0*mH4二 32X/滬 Paw 3）曲御！ J峻工

8、JU栓符合強(qiáng)度要求#=/12MPa J64懸臂起重機(jī)撐桿AB為空心鋼管外徑應(yīng)用舉例 /05mm內(nèi)徑95mm.鋼索1和2相互平行，且設(shè)鋼索 可作為相當(dāng)于直徑店25nim的圓桿計算。材料的許用 應(yīng)力 al=60MPae試確定起重機(jī)的許可吊重解,選滑輪4受力分析選坐標(biāo)系列平衡方程 込二”F,+FA+IVcos6/* 你砂/5。Ef 產(chǎn) F& 11/5* -WcosJO1 =0r73解得:例 外徑_/05mni,內(nèi)徑 g5inm, rf=25mmj B 二軸綜合考慮許可a 商?。? 3.35W F 產(chǎn) L74W 確定許可吊重vF V1 oiA I受刀為依據(jù)計鼻的戟荷：人伍1、Fj/IBd = 60Xn

9、Pa X 孔 052952)X 爐血 2 =942002942歸VI胳餌S嗥=2&屈 以鋼索計為依據(jù)的裁商心陥侗旦內(nèi)=661X lOKPa XA25A X 7 0-W)= =295002225kN醒護(hù)g#L74例： 氣動夾具如圖。已知缸徑/) =HOmm缸內(nèi)壓力pMOMP皿 活塞桿材料為20鋼，bY”MPiiMT試設(shè)計活塞桿直徑解：桿的力分析！F = P - Z)2A=F=9J4kN r.zm=Z3- F=0,6X2傷 Pe)X豐 X(/4OX e Tm %24XJON”于 X(/4OX ejm 茴二 ox/OApa 二人公 /Of- 卍9230N=624kN活塞桿的軸力：由強(qiáng)度條件：和A.

10、U/22n = /22mni* Um.J 亂63拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能問題的提出：扱限應(yīng)力6IA =極限應(yīng)力或危險應(yīng)力“(T怎樣確定?6*3.1材料拉伸時應(yīng)力一應(yīng)變曲線拉伸實b&63拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能63拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能6 3，1材料拉伸時應(yīng)力一應(yīng)變曲線 各種拉伸試件斷裂形 狀4）抗拉強(qiáng)度l jrwjj/匕舗口63拉伸與壓縮時材料的力學(xué)性能6. 3.3脆性材料拉伸時的力學(xué)性能脆性材料拉伸開 始至斷裂，沒有 明顯的變形63. 4強(qiáng)度失效概念與失效應(yīng)力1* ：卜? 4*14 z*v I. VW Mr ijb 2）塑性材料與脆性材料5 = 100%幾2 5%6.4結(jié)論與討論6.

11、 4,1本章的主要結(jié)論6.4.2尖于應(yīng)力和變形公式的應(yīng)用條件6. 4.3尖于加載附近區(qū)域的應(yīng)力分布局部外力對截面產(chǎn)生的應(yīng)力集中影響隨著 遠(yuǎn)離局部區(qū) 域而減小消失6.4結(jié)論與討論皐.6. 4.4尖于應(yīng)力集中等SSSff橫面上的應(yīng)刀均 勻分布的;_ - - 一 一 1由于B面尺寸的突然變化而引起8面上的應(yīng)力是不均勻分齊的遲種因桿件外形的變化而導(dǎo)致n的突熊改變所引起的局部應(yīng)力碗大的 現(xiàn)*應(yīng)力集中衡*應(yīng)力集中程度用“理論應(yīng)力集中因數(shù)” -K(643)用 IBIlBiim/BEWUMI I 卩刖 F I 6.4結(jié)論與討論6. 4,5拉伸和壓縮超靜定問題簡述桿件的外力和內(nèi)力都能由靜力學(xué)平Sf方程求解的冋 題靜定問6.4結(jié)論與討論6. 4.5拉伸和壓縮超靜定問題簡述絃靜躍次數(shù)超靜定系統(tǒng)因為系統(tǒng)中育多余約束（多余未知力）的存在所a超 靜定結(jié)構(gòu)e多余約來的Bt目務(wù)于平ft方程的敢多余約束的數(shù)目與育平方程目之豊違箭定床散6.4結(jié)論與討論6. 4.5