受拉(壓)構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算與受剪切構(gòu)件的實(shí)用計(jì)算

1、3 受拉（壓）構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算與剪切構(gòu)件的實(shí)用計(jì)算工程實(shí)例問(wèn)題：受拉壓直桿橫截面上的應(yīng)力應(yīng)問(wèn)題：受拉壓直桿橫截面上的應(yīng)力應(yīng)該控制到多大合適？該控制到多大合適？受拉直桿的強(qiáng)度條件工作應(yīng)力工作應(yīng)力AS橫截面上的應(yīng)力橫截面上的應(yīng)力：簡(jiǎn)單拉伸：AP工作載荷強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件 max即：工作應(yīng)力最大的截面處的應(yīng)力，必須小于等于材料的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力受拉直桿的強(qiáng)度條件簡(jiǎn)單拉伸（壓縮）簡(jiǎn)單拉伸（壓縮）： APmax一般拉伸（壓縮）一般拉伸（壓縮）： ASmax危險(xiǎn)截面上的軸力危險(xiǎn)截面的截面面積許用應(yīng)力構(gòu)件失效構(gòu)件失效 由于材料的力學(xué)行為而使構(gòu)件喪失正常工作能力的現(xiàn)象。強(qiáng)度失效強(qiáng)度失效 由于材料的屈服或斷裂而引

2、起的失效。強(qiáng)度失效塑性屈服脆性斷裂極限應(yīng)力極限應(yīng)力構(gòu)件在工作時(shí)，產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形或斷構(gòu)件在工作時(shí)，產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形或斷裂時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用裂時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用lim表示。表示。塑性材料： lim= ReL (s ) or Rp0.2 (0.2)脆性材料： lim= Rm (b)許用應(yīng)力 nlim安全系數(shù)：n1塑性材料： ststnornp0.2eLRR脆性材料： bn拉拉mR bmnR壓壓許用應(yīng)力許用應(yīng)力：保證構(gòu)件安全可靠工作所容許的最大應(yīng)力值。安全系數(shù)安全系數(shù)的選取安全系數(shù)的選取 n1，偏小， lim，不安全； n 過(guò)大， 偏小，安全性足夠，材料未得到充分利用，設(shè)備笨重，不經(jīng)

3、濟(jì)。選取安全系數(shù)的原因選取安全系數(shù)的原因：（1）構(gòu)件實(shí)際工作情況與設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所設(shè)想的條件不一致的補(bǔ)償，并且不能確切估計(jì)這種差異所帶來(lái)的不安全因素； 因此采用n來(lái)補(bǔ)償。（2）給構(gòu)件必要的強(qiáng)度儲(chǔ)備。1.5 2.02.0 5.0sbnn強(qiáng)度條件的應(yīng)用v校核強(qiáng)度校核強(qiáng)度判斷構(gòu)件是否安全可靠。v設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)截面 確定構(gòu)件截面形狀和尺寸 。v確定許可載荷確定許可載荷確定構(gòu)件所能承受的最大安全載荷。 ASmax SA ASSmax例題分析例例3-1：某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對(duì)吊桿某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對(duì)吊桿的作用力為的作用力為10kN；吊桿材料為；吊桿材料為Q235-A鋼，許用

4、應(yīng)力鋼，許用應(yīng)力 125MPa；吊桿選用直徑為；吊桿選用直徑為8毫米的圓鋼，試校核其強(qiáng)度。毫米的圓鋼，試校核其強(qiáng)度。 解解：按強(qiáng)度條件 PA22100004199 (0.008)4PMPad22410000488.5 (0.012)PMPad強(qiáng)度不夠，選用12mm的圓鋼：3-3拉（壓）桿連接部分的剪切和擠壓強(qiáng)度計(jì)算剪切變形n工程中的連接零件銷釘鍵剪切變形焊縫剪切變形受力特點(diǎn)：受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩個(gè)側(cè)面上的橫向外力的合力，大小相等，方向相反，且作用線相距很近，并垂直于構(gòu)件的軸線 。變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：兩外力作用線間截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，由矩形變?yōu)槠叫兴倪呅巍?剪切變形雙剪切剪力剪力n剪切面上的內(nèi)力

5、剪力QQPPQ = P剪切面上的剪力：數(shù)值上等于剪切面一側(cè)所有橫向外力的代數(shù)和；方向與橫截面平行。剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：假設(shè)：剪力剪力Q在橫截面上均勻分布。在橫截面上均勻分布。AQ剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算式注意：注意： 不是剪切面上各點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力，而是平均應(yīng)力。名義剪應(yīng)力名義剪應(yīng)力剪切強(qiáng)度條件 AQ 的確定： 1）通過(guò)材料的剪切試驗(yàn)來(lái)確定； bbn 2）由材料拉伸時(shí)的許用應(yīng)力來(lái)估算。 脆性材料： = （0.81.0) 塑性材料： = （0.60.8)擠壓的概念QPjy連接件接觸表面間相互壓緊，使表面局部受壓的現(xiàn)象，稱為擠壓。擠壓面jy擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)假設(shè)：擠壓力擠壓力Pjy在擠壓面上均勻分布。在

6、擠壓面上均勻分布。jyjyjyAP擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算式名義擠壓應(yīng)力名義擠壓應(yīng)力擠壓面積n1、擠壓面為平面 A=lh/2n2、擠壓面為曲面 A=d擠壓強(qiáng)度條件jyjyjyjyAPjy 的確定：的確定： 1）通過(guò)材料的擠壓試驗(yàn)來(lái)確定； 2）由材料拉伸時(shí)的許用應(yīng)力來(lái)估算。 塑性材料：jy = （1.72.0) 脆性材料：jy = （2.02.5)注意注意：當(dāng)相互擠壓的兩種材料不同時(shí)，許用擠壓應(yīng)力應(yīng)按抗擠壓能力較弱的材料來(lái)確定。例題分析例例3-1：拉桿用拉桿用4個(gè)相同的鉚釘固定于格板上，鉚釘?shù)牟牧蟼€(gè)相同的鉚釘固定于格板上，鉚釘?shù)牟牧吓c拉桿相同。已知與拉桿相同。已知P=80kN，b=80mm，t=10m

7、m，d=16mm，s=3d，=160MPa，=100MPa，jy =300MPa。試校核鉚釘和拉桿的強(qiáng)度。試校核鉚釘和拉桿的強(qiáng)度。例題分析解解：1、校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度 MPadPAQdAPQ5 .9910161416. 310804,4623222、校核鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度jyjyjyMPadtPAP125101610410804463例題分析3、校核拉桿的拉伸強(qiáng)度PP/4P/4P/4P/4危險(xiǎn)截面P3P/42P/4P/4軸力圖 MPadbtP12510)1680(101080)(63例題分析例例3-2：如圖所示沖床，如圖所示沖床，Pmax=400kN，沖頭，沖頭 =400MPa，沖剪鋼板沖剪鋼板b =360MPa，設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑值及鋼板厚度，設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。最大值。解：（1）按沖頭壓縮強(qiáng)度計(jì)算d： mmPddPA