材料力學(xué)組合變形及連接部分的計(jì)算PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1材料力學(xué)組合變形及連接部分的計(jì)算材料力學(xué)組合變形及連接部分的計(jì)算21zzyyIyMIzM0000zzyyIyMIzMzyyMzM00yztgzyyzIIMMzyIItgtgzyII tgtg1F2F斜彎曲時(shí)，橫截面的中性軸是一條通過截面形心的斜直線。一般情況下，中性軸不與外力垂直2F1Fzxyax第1頁/共36頁cosFFysinFFz4LFMyz4LFMzyzzyyWMWMmax32 .692 cmWy3758.70cmWzMPa8 .217 0MPa6 .115max 一般生產(chǎn)車間所用的吊車大梁,兩端由鋼軌支撐,可以簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁,如圖示.圖中l(wèi)4m。大梁由32a熱軋普通工字鋼制成，

2、許用應(yīng)力160MPa。起吊的重物重量F80kN，且作用在梁的中點(diǎn)，作用線與y軸之間的夾角5，試校核吊車大梁的強(qiáng)度是否安全。F2L2L第2頁/共36頁 跨度為L(zhǎng)的簡(jiǎn)支梁，由32a工字鋼做成，其受力如圖所示，力F作用線通過截面形心且于y軸夾角15，170MPa，試按正應(yīng)力校核此梁強(qiáng)度。xykN30Fm2m2B015yFz3cm692Wz3cm8 .70WycosFFysinFFz4LFMyz4LFMzyzzyyWMWMmaxMPa152 2000年哈工大第3頁/共36頁圖示矩形截面梁，截面寬度b90mm，高度h180mm。梁在兩個(gè)互相垂直的平面內(nèi)分別受有水平力F F1和鉛垂力F F2 。若已知F

3、F1800N， F F21650N， L 1m，試求梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力并指出其作用點(diǎn)的位置。2F1FzxyLLLFMy21LFMz2zzyyWMWMmax2121626bhLFbhLFMPa979. 9maxMPa979. 9max第4頁/共36頁3 3 拉伸（壓縮）與彎曲拉伸（壓縮）與彎曲橫向力與軸向力共同作用qlABFFNFzzMAFNNZMIyMmaxZzNIyMAFminmax第5頁/共36頁 設(shè)圖示簡(jiǎn)易吊車在當(dāng)小車運(yùn)行到距離梁端D還有0.4m處時(shí)，吊車橫梁處于最不利位置。已知小車和重物的總重量F20kN，鋼材的許用應(yīng)力160MPa，暫不考慮梁的自重。按強(qiáng)度條件選擇橫梁工字鋼的型號(hào)。

4、AxFAyFBFBxFByFFkN7 .49kNm30B左截面壓應(yīng)力最大zzNWMAFmax zzWM35 .187 cmWz查表并考慮軸力的影響：a203237cmWz25 .35 cmA MPa6 .140102371030105 .35107 .493623max 第6頁/共36頁 一橋墩如圖示。承受的荷載為：上部結(jié)構(gòu)傳遞給橋墩的壓力F01920kN，橋墩墩帽及墩身的自重F1330kN，基礎(chǔ)自重F21450kN，車輛經(jīng)梁部傳下的水平制動(dòng)力FT300kN。試?yán)L出基礎(chǔ)底部AB面上的正應(yīng)力分布圖。已知基礎(chǔ)底面積為bh8m3.6m的矩形。210FFFFNkN3700kN3700kNmFMT174

5、08 . 5maxkNm1740ZzNIyMAFminmaxMPaMPa229. 0027. 0229. 0027. 0第7頁/共36頁 一受拉彎組合變形的圓截面鋼軸，若用第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)的直徑為d3，用第四強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)的直徑為d4，則d3 _ d4。 （填“”、“”或“”）因受拉彎組合變形的桿件，危險(xiǎn)點(diǎn)上只有正應(yīng)力，而無切應(yīng)力，313r224213232221421r22343rr2000年西安交通大學(xué)第8頁/共36頁 如圖示一矩形截面折桿，已知F50kN，尺寸如圖所示，30。（1）求B點(diǎn)橫截面上的應(yīng)力（2）求B點(diǎn)30截面上的正應(yīng)力；（3）求B點(diǎn)的主應(yīng)力1、 2、 3、 。mm600mm40

6、0mm200mm200mm100FBcosFsinFsinFsin200FAFWMN6cos400sin2002bhFFbhFsinMPa23.1732.1703060cos120MPa9 .120102MPa23.1732001年中南大學(xué)第9頁/共36頁偏心拉伸（壓縮）單向偏心拉伸（壓縮）FFeFFeM FFeM FFeM NFFeM ABAByzeZNIFeyAF單向偏心壓縮時(shí),距偏心力較近的一側(cè)邊緣總是產(chǎn)生壓應(yīng)力,而最大正應(yīng)力總是發(fā)生在距偏心力較遠(yuǎn)的另一側(cè),其值可能是拉應(yīng)力,也可能是壓應(yīng)力.第10頁/共36頁雙向偏心拉伸（壓縮）yzFzeyeyzFyzFeM zyFeM 1.外力分析2.

7、內(nèi)力分析FFNzyFeM yzFeM 3.應(yīng)力計(jì)算zyE,zzyyNIyMIzMAFzzyyNAWMWMAFzzyyNBWMWMAFzzyyNCWMWMAFzzyyNDWMWMAF第11頁/共36頁 圖示矩形截面鋼桿，用應(yīng)變片測(cè)得桿件上、下表面的軸向正應(yīng)變分別為a1103、 b 0.4103，材料的彈性模量E210GPa 。(1).試?yán)L出橫截面上的正應(yīng)力分布圖；(2).求拉力F及偏心距的距離。abFF525aaEMPa210bbEMPa84MPa210MPa84WMAFNa26bhFbhFWMAFNb26bhFbhFbabhF2Fbhba122kN38.18mm786. 1第12頁/共36頁截

8、面核心yzFzeyezzyyNIyMIzMAFyzFyzFeM zyFeM zyE,zyyzIyFeIzFeAF000zyyzIyFeIzFeAFAIiyy02020AiyFeAizFeAFzyyz012020zyyziyeizeAF012020zyyziyeize00zyaoyyzei200yzaozzyei2zyzyee ,yaza第13頁/共36頁zyzyee ,yaza00zoyyzei200yozzyei2yaza第14頁/共36頁yzdA8d8dO1 求直徑為D的圓截面的截面核心.21day1za22zyii AIy46424dd162dyzyeia2zyzeia2ye8d0ze第

9、15頁/共36頁yzbADCBh21hay1zayzyeia2zyzeia22yiAIybhhb 123122b2ziAIz122h1ye6h1ze016h26b6h346b 確定邊長(zhǎng)為h和b的矩形截面的截面核心.第16頁/共36頁4 4 扭轉(zhuǎn)與彎曲扭轉(zhuǎn)與彎曲FLaFaFFLFazBBIyMPITzWMmaxmaxPWTmaxBB221322xxx 31 224 21323222121 223第17頁/共36頁 圖示圓軸.已知,F=8kN,M=3kNm,=100MPa,試用第三強(qiáng)度理論求軸的最小直徑.FMm5 . 0FLMmaxkNm4kNmT3 224224pzzWTWM22zzzWTWMz

10、zWTM22 22TMWzz35105m332zWd mm8 .79第18頁/共36頁試判斷下列論述是否正確，正確的在括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)誤的打“”（1）桿件發(fā)生斜彎曲時(shí)，桿變形的總撓度方向一定與中性軸向垂 直。 （ ）（2）若偏心壓力位于截面核心的內(nèi)部，則中性軸穿越桿件的橫截面。 （ ）（3）若壓力作用點(diǎn)離截面核心越遠(yuǎn)，則中性軸離截面越遠(yuǎn)。 （ ）第19頁/共36頁試判斷下列論述是否正確，正確的在括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)誤的打“”（4）在彎扭組合變形圓截面桿的外邊界上，各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)都處于平面應(yīng)力狀態(tài)。（ ）（5）在彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形圓截面桿的外邊界上，各點(diǎn)主應(yīng)力必然是1 2 ，20，30 。 （ ）（

11、6）在拉伸、彎曲和扭轉(zhuǎn)組合變形圓截面桿的外邊界上，各點(diǎn)主應(yīng)力必然是1 0， 20， 30 。（ ）第20頁/共36頁試判斷下列論述是否正確，正確的在括號(hào)內(nèi)打“”，錯(cuò)誤的打“”（7）承受斜彎曲的桿件，其中性軸必然通過橫截面的形心，而且中性軸上正應(yīng)力必為零。（ ）（8）承受偏心拉伸（壓縮）的桿件，其中性軸仍然通過橫截面的形心。 （ ）（9）偏心拉壓桿件中性軸的位置，取決于梁截面的幾何尺寸和載荷作用點(diǎn)的位置，而與載荷的大小無關(guān)。 （ ）（10）拉伸（壓縮）與彎曲組合變形和偏心拉伸（壓縮）組合變形的中性軸位置都與載荷的大小無關(guān)。 （ ）第21頁/共36頁拉伸（壓縮）彎曲斜彎曲彎曲扭轉(zhuǎn)拉伸（壓縮）曲彎扭

12、轉(zhuǎn)NFMyMzMMT復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)單向應(yīng)力狀態(tài)強(qiáng)度理論強(qiáng)度條件 max r第22頁/共36頁第五節(jié)第五節(jié) 連接件的實(shí)用計(jì)算連接件的實(shí)用計(jì)算mmFFmmRF0302F1FFm-mmmF第23頁/共36頁剪切：位于兩力間的截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力的合力大小相等、方向相反、作用線相距很近。FFFsFs第24頁/共36頁第25頁/共36頁bsbsbsAF第26頁/共36頁 圖示鋼板鉚接件，已知鋼板拉伸許用應(yīng)力98MPa，擠壓許用應(yīng)力bs 196MPa ，鋼板厚度10mm，寬度b100mm，鉚釘直徑d17mm，鉚釘許用切應(yīng)力 137MPa，擠壓許用應(yīng)力bs 314MPa。若鉚接件

13、承受的載荷F FP23.5kN。試校核鋼板與鉚釘?shù)膹?qiáng)度。第27頁/共36頁AFN)(PdbF10)17100(105 .233 MPa3 .28第28頁/共36頁dFbsP1017105 .233bsMPa138第29頁/共36頁AFs422PdF2P2dF231714. 3105 .232 MPa8 .51第30頁/共36頁C 托架受力如圖所示。已知F100kN，鉚釘直徑d26mm。求鉚釘橫截面最大切應(yīng)力（鉚釘受單剪，即每個(gè)鉚釘只有一個(gè)受剪面）。120360FC1201201205FFsyxsF2FmxsF2xsFxsF 0CM036. 012. 02412. 02FFFsxsxkNFsx3022max2sysxsFFFkN2 .63AFsmax24dFsMPa119第31頁/共36頁 圖示拉桿頭和拉桿的橫截面均為圓形，拉桿頭的剪切面積A（ ）。4.4.222dDDdCdhBDhAB第32頁/共36頁 圖示木接頭中剪切面積為（ ）。lbDlClbBlA2 .2 .D第33頁/