機(jī)械零件工作能力理論基礎(chǔ)

機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)

之

第一部分機(jī)械零件材料及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基礎(chǔ)（2）1第二章機(jī)械零件工作能力計算的理論基礎(chǔ)2本章主要內(nèi)容：§2-1機(jī)械零件的工作能力及其變形的基本形式§2-2軸的拉伸和壓縮§2-3剪切和擠壓§2-4圓軸的扭轉(zhuǎn)§2-5彎曲§2-6應(yīng)力狀態(tài)理論及強(qiáng)度理論概述§2-7疲勞強(qiáng)度概述§2-8接觸強(qiáng)度概述3§2-1機(jī)械零件的工作能力及其變形的基本形式一、機(jī)械零件的工作能力設(shè)計的使用條件下設(shè)計的壽命期限內(nèi)不能完成設(shè)計的功能失效零件齒輪軸斷裂1、機(jī)械零件的失效4失效形式（Failuretypes）(1)整體斷裂過載斷裂疲勞斷裂(2)表面破壞磨損冷膠合熱膠合點(diǎn)蝕塑性變形過大彈性變形(5)功能失效(3)變形過大膠合(4)過大振動腐蝕52、機(jī)械零件的工作能力——機(jī)械零件不發(fā)生失效的安全工作限度稱為工作能力。影響機(jī)械零件工作能力的主要因素有：載荷、變形、速度、溫度、壓力和零件的形狀、加工質(zhì)量等。同一種零件對應(yīng)于不同的失效形式有不同的工作能力。對于載荷而言，工作能力又稱為承載能力。6在確定機(jī)械零件的承載能力時，主要要考慮機(jī)械零件的強(qiáng)度和剛度。強(qiáng)度：指零件承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。剛度：指機(jī)械零件在載荷作用下抵抗彈性變形的能力。

如果零件的剛度不足，有些零件則會因為產(chǎn)生過大的彈性變形而失效。7強(qiáng)度準(zhǔn)則剛度準(zhǔn)則穩(wěn)定性準(zhǔn)則耐熱性準(zhǔn)則可靠性準(zhǔn)則耐磨性準(zhǔn)則……3、機(jī)械零件設(shè)計準(zhǔn)則/設(shè)計基本要求因為失效類型不同，所以機(jī)械零件的工作能力類型也不同，故機(jī)械零件的計算準(zhǔn)則也不同。8二、機(jī)械零件變形的基本形式各種機(jī)械零件在不同的載荷作用下．可能產(chǎn)生不同形式的變形，但其最基本的有拉壓、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲等四種形式。拉伸變細(xì)變長壓縮變短變粗9拉壓變形10擠壓變形剪切變形11扭轉(zhuǎn)變形彎曲變形MeMegjMeMe12§2-2軸的拉伸和壓縮一、橫截面上的內(nèi)力與應(yīng)力受力特征：外力合力的作用線與桿件的軸線重合變形特征：軸向伸長或縮短1、軸的拉伸與壓縮的基本特征13內(nèi)力是指在外力作用下物體內(nèi)各個部分之間的作用力---可理解為材料顆粒之間因相對位置改變而產(chǎn)生的相互作用力。2、內(nèi)力的概念內(nèi)力與變形有關(guān)內(nèi)力特點(diǎn)：1、有限性

2、分布性

3、成對性143、軸力及其求法——截面法軸向拉壓桿的內(nèi)力稱為軸力.其作用線與桿的軸線重合,用符號

ＦＮ

表示15內(nèi)力陷的正準(zhǔn)負(fù)號公規(guī)則同一巡壽位置暫處左東、右艘側(cè)截兩面上爐內(nèi)力哈分量輪必須宣具有葵相同兼的正旅負(fù)號器。拉力勁為正壓力妹為負(fù)164、應(yīng)算力的步概念受力駐桿件唱某截術(shù)面上懂一點(diǎn)唇的內(nèi)花力分演布疏李密程筋度，迅內(nèi)力滋集度障。F1FnF3F2應(yīng)力知就是芬單位蛛面積伙上的內(nèi)力?(工程涼構(gòu)件吹，大捕多數(shù)解情形燃下，索內(nèi)力第并非波均勻系分布父，集估度的盼定義遞不僅碎準(zhǔn)確買而且賽重要袍，因判為“急破筒壞”抹或“澤失稈效”糠往往舅從內(nèi)望力集賢度最畜大處如開始潤。)17F1F2ΔADFΔFQyΔFQzΔFN垂直圾于截裹面的梯應(yīng)力版稱為“洪正應(yīng)赤力”與截慕面相殼切的蹲應(yīng)力約稱為“膽切應(yīng)漁力”應(yīng)力絡(luò)的國端際單禮位為N/是m2（帕梯斯卡探）1N葬/m2=1坊Pa1M浸Pa粉=1廉06Pa＝1N峽/m導(dǎo)m21G腸Pa習(xí)=1林09Pa18幾何情變形平面毯假設(shè)靜力匯關(guān)系原為米平面芝的橫拳截面方在桿憂變形物后仍淹為平拋面拉(壓)桿橫泉截面膝上的粱應(yīng)力19σ—償—正應(yīng)創(chuàng)力FN——軸力A—燃—橫截載面面吳積σ的符適號與FN軸力聲符號仍相同20二、廊金屬趕材料蛇的力肌學(xué)性切能金屬尋材料轉(zhuǎn)的性善能：使用驅(qū)性能乒：指材嚷料在猾使用島過程冶中所廊表現(xiàn)碼的性酸能，仿主要塞包括茫力學(xué)撤性能湯、物征理性芹能和秒化學(xué)飾性能半。工藝匙性能挺：指在獻(xiàn)制造林機(jī)械股零件配的過掃程中巨，材數(shù)料適遮應(yīng)各話種冷佩、熱故加工幟和熱婆處理緩的性寄能。金屬搬材料潤力學(xué)點(diǎn)性能汽：包括鑄造拆性能偷、鍛蹈造性焦能、已焊接站性能俯、沖丙壓性革能、候切削細(xì)加工單性能扯和熱死處理欺工藝嘴性能等。指材之料在釣外力若作用頌下表泄現(xiàn)出悉來的短性能執(zhí)，主渣要有強(qiáng)度尤、塑娘性、硬度邀、沖稈擊韌陽度和疲勞爛強(qiáng)度等。由試拜驗獲朵得！211、低甘碳鋼施拉伸怎時的完力學(xué)兔性能221)彈性任階段蕩：在oa段，轎應(yīng)力-應(yīng)變躺曲線庭為直司線，純?yōu)閺椬匦宰兊叫?；ab段為峽近似望直線向，a為比撐例極戲限，b為彈下性極披限。2)屈服扁階段漫：過b點(diǎn)后錫，水絞平線沖（略揭有波嫌動）味，明異顯的慮塑性支變形龍屈服痰現(xiàn)象鬧，作狗用的疤力基遞本不俊變，肥試樣階連續(xù)付伸長鐮。4)徑縮宋階段章：過d點(diǎn)后青，出匆現(xiàn)縮頸疑現(xiàn)象，即溫試樣農(nóng)局部笨截面叉明顯脾縮小臨試樣竿承載專能力巡壽降低知，拉挪伸力恩達(dá)到邁最大堆值，裹試樣黎即將販斷裂磁。3)強(qiáng)化壟階段裂：彈電性變庫形+均勻沈塑性賤變形吩，材邁料強(qiáng)豎化。23強(qiáng)度汁指標(biāo)雙：（2）抗挨拉強(qiáng)銅度：指試絨樣拉媽斷前森所承查受的梳最大秩拉應(yīng)餓力。講其物齊理意聲義是括在于寒它反解映了溫最大被均勻伏變形缺的抗盟力。（1）屈滲服點(diǎn)捉：σb=Fb/A0當(dāng)材紅料的扮內(nèi)應(yīng)惱力σ＞σb時，摸材料圣將產(chǎn)可生斷湯裂。σb常用位作脆于性材礙料的蠶選材第和設(shè)第計的捎依據(jù)碧。σs：材可料產(chǎn)拍生屈雕服現(xiàn)幟象時村的最內(nèi)小應(yīng)斃力（MP膝a）σs=Fs/A0Fs：試資樣屈礦服時黑所承陪受的圓拉伸檔力（N）A0：試墊樣原癢始橫溉截面視積（mm）24塑性駁指標(biāo)蹄：塑性施是材殖料在員靜載頸荷作秋用下虧產(chǎn)生挎塑性棚變形洪而不大破壞濕的能隨力。持評定創(chuàng)指標(biāo)加是斷褲后伸尖長率錘和斷甲面收沫縮率些。（1）斷老后伸曉長率疊：（2）斷令面收資縮率鉗：δ=(忠L1琴-L順0)挽/L潔0錦x鴿10釣0%Ψ=辰(A最0-具A1轟)/威A0欣x墻1拖00工%一般禮定義孤：δ>5％的招材料釣為塑轎性材謹(jǐn)料;δ<5％的仍材料揉為脆幻玉性材亭料。252、鑄懶鐵等江其他迫金屬具拉伸澇時的歐力學(xué)沒性能263、金肚屬材企料壓揪縮時貨的力謠學(xué)性逢能274、胡澡克定娃律和是泊松生比拉壓播胡克槍定律棚：E為比革例常韻數(shù)，跌其值爸與材睜料的咳性質(zhì)網(wǎng)有關(guān)師，稱戀為材撐料的育拉壓鑄彈性換模量(簡稱碼：彈球性模斤量)，它露的單誘位與才應(yīng)力認(rèn)單位苦相同食，其非值可湊通過芳拉伸拼試驗唐求得飽。泊松桐比：28三、航軸向級拉壓夠的強(qiáng)工度條蝕件考慮章實際李工況鄭，引藏入安森全系男數(shù)S及許賤用應(yīng)釀力[σ]受軸濫向拉步壓桿單件的秤強(qiáng)度釘條件損為：σ=F/A≤欠[σ]其中胸：A為桿圣件危定險截脖面面愧積（mm2），F(xiàn)為軸憤向力倒（N），σ與[σ]的單璃位為MP爆a。29四、堂應(yīng)力尋集中捎的概寨念：發(fā)否生應(yīng)敗力集憐中的手截面六上的籃最大嗎應(yīng)力理論肺應(yīng)力引集中址系數(shù)寶：：同弦一截意面上什按凈雹面積誤算出所的平永均應(yīng)策力3031§2宜-3剪切喂和擠杜壓FFa)FFb)mnFFa)FFF/2F/2b)FQFQ一、笛基本傾概念32FFa)FFmnb)FFQmnc)Fd)剪切亦變形莊的受勾力特奮點(diǎn)是疲：構(gòu)件男受到其了一仆對大岔小相業(yè)等、菊方向狡相反禮、作攜用線酷平行旁且相羽距很騾近的器外力灰。剪切澇的變權(quán)形特螺點(diǎn)是收：在這焦兩力償作用齡線間旋的截登面發(fā)膜生相敏對錯罵動。33接觸經(jīng)面上衫相互見壓緊醫(yī)的現(xiàn)喝象稱防為擠壓駕。擠壓姻力過壯大，薦擠壓毀接觸楊面會膚出現(xiàn)辱局部弊產(chǎn)生扛顯著租塑性替變形勾甚至壓格陷的緒破壞戰(zhàn)現(xiàn)象劍，稱課為擠壓翅破壞。FF擠壓面下板擠壓變形b)CD︰︰︰︰︰︰︰︰︰ABdtd)tc)FFa)34二、女剪切會強(qiáng)度PP1、剪躲切變?yōu)a形的扛內(nèi)力聰計算剪切撐面F將螺材栓從閣剪切枝面截駱開，蝴由力羽的平斤衡，騎有：F為剪命切內(nèi)容力，謀即剪爬應(yīng)力頁在剪孤切面聞上的杜合力刮，我宮們稱核之為剪力.P352、剪弓應(yīng)力茄及剪憶切強(qiáng)告度計江算由于笨變形免區(qū)域股較小吳，應(yīng)簽力計龍算采且用假債定計矮算法詢。假設(shè)舒：假雜設(shè)剪忠力在圾剪切陪面上次呈均臘勻分愛布。許用慮剪應(yīng)航力上式腹稱為琴剪切麻強(qiáng)度箭條件其中表，F(xiàn)為剪霧切力——剪切糕面上菌內(nèi)力爭的合拖力A為剪噸切面恭面積36受剪霜切螺真栓剪括切面厚面積膝的計抵算：d受剪夢切單顏鍵剪梁切面回面積烈計算音：取單想鍵下園半部神分進(jìn)煎行分泰析外力剪切乏面合力剪切艦力假設(shè)憂單鍵午長寬高分毯別為lbhlbh則受剪讓切單觸鍵剪匯切面院面積尿：37設(shè)合掙外力取為P剪切熱力為Q則剪初應(yīng)力依為：螺栓蛾和單層鍵剪斤應(yīng)力屯及強(qiáng)蒸度計豎算：螺栓單鍵38三、邀擠壓朝強(qiáng)度擠壓駁面為告上半古個圓收周面擠壓均面為街下半恨個圓懇周面鉚釘宗或螺饅栓連雖接擠壓鬼力的艇作用回面稱垃為擠壓漏面。作用欣于接桐觸面爽的壓職力稱鑰為擠壓晴力39鍵連愿接上半警部分郊擠壓展面下半俯部分問擠壓聞面40擠壓忍應(yīng)力腳及強(qiáng)鵝度計汪算在擠豬壓面械上，煉單位超面積紅上所咬具有姿的擠爬壓力僑稱為擠壓冠應(yīng)力秋。假定長計算霸法：假設(shè)身一：假設(shè)搭擠壓擦力在系計算嘴擠壓每面上本呈均辟勻分嫁布；假設(shè)丙二：計算喪擠壓校面為恨擠壓憶面的船正投臣影面繁。擠壓胖力計算旱擠壓炭面的攪面積許用逃擠壓姿應(yīng)力41關(guān)于殺擠壓納面面勺積的仔確定鍵連鎖接lhb鉚釘適或螺渴栓連皮接擠壓糧力分援布hd42剪切求與擠鍬壓的編主要旱區(qū)別剪切嘩面與節(jié)外力萄平行擠壓探面與伸外力翁垂直剪切茄應(yīng)力呀為剪船應(yīng)力擠壓替應(yīng)力役為正濾應(yīng)力剪切鬼面計劉算鉚釘草與螺寒栓鍵擠壓義面計激算43§2烤-4圓軸戲的扭萌轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)漿變形輛的定濾義橫截密面繞概軸線校做相禾對旋裹轉(zhuǎn)的笑變形史，稱偵為扭志轉(zhuǎn)變棚形。以扭原轉(zhuǎn)為開主要愿變形龍的直號桿，裙通常廉稱為熟軸。本課服程主爆要研缺究圓撇截面聲軸。44一、膠外力顏偶矩繭的計惜算式中烘，T為外持力偶夕矩?zé)煟∟·味mm）P為軸逮所傳耳遞的找功率疾（kW）；n為轉(zhuǎn)犯速妨（r／mi始n）。輸入妨功率說所產(chǎn)撒生的敵力偶券矩轉(zhuǎn)拳向與兩軸的睬轉(zhuǎn)向運(yùn)相同讓；輸出傷功率壩所產(chǎn)鴨生的厘力偶燦矩轉(zhuǎn)友向與蛙軸的婆轉(zhuǎn)向漆相反恐。45二、已扭矩凳與扭筍矩圖1、圓軸燙扭轉(zhuǎn)京時的懂內(nèi)力--范--扭矩以扭忠轉(zhuǎn)變昨形為臣主的孟桿--泉--燥-軸扭轉(zhuǎn)切時的溪內(nèi)力晉稱為喊扭矩2、扭稱矩利況用截折面法標(biāo)、并呀建立擾平衡縱方程罪得到TTTTn463、扭仔矩正疤負(fù)號晴的規(guī)壞定確定隊扭矩素方向黨的右蛋手法松則：4個手核指沿通扭矩歐轉(zhuǎn)動孕的方眨向，膽大拇扮指即還為扭第矩的串方向圍。扭矩啄正負(fù)收號：離開序截面寧為正沃，指軌向截曉面為紗負(fù)。外力濃偶矩傍正負(fù)鳴號的右規(guī)定和所盈有外藍(lán)力的碌規(guī)定易一樣飾，與坐穩(wěn)標(biāo)軸正同向須為正舌，反宗向為嘴負(fù)指向織截面離開書截面47假定m-清m截面屯及n-很n截面則m-踢m截面微的內(nèi)溪力Tm：則n-傲n截面戒的內(nèi)老力Tn：48三、嬌扭轉(zhuǎn)倘切應(yīng)織力與和強(qiáng)度咱條件1、扭腿轉(zhuǎn)變叼形的腹特點(diǎn)(2碰)變形宗特點(diǎn)稅：縱向廢線發(fā)堆生傾挑斜，瞎相鄰取橫截殃面發(fā)真生相遞對錯指動；疊橫截筍面仍奇為平崗面，滑只是穩(wěn)繞軸褲線發(fā)搜生轉(zhuǎn)趣動。(1絨)外力務(wù)特點(diǎn)蒼：桿件忍受到版一對舟力偶留矩的禾大小浴相等胳、旋結(jié)向相完反，纖作用編平面復(fù)與桿蠟軸線汪垂直徒的力跑偶作過用。ABA'B'gTTjl49平面辛假設(shè)伴：圓躲周扭震轉(zhuǎn)變們形后蹄各個還橫截悟面仍設(shè)為平勾面，威而且辛其大庫小、超形狀私以及擾相鄰障兩截湯面之祖間的濕距離顛保持海不變視，橫爸截面償半徑看仍為題直線橫截屑面上騰各點(diǎn)率無軸博向變你形，摩故橫序截面服上沒哪有正愉應(yīng)力余。橫截傭面繞饞軸線援發(fā)生仁了旋翅轉(zhuǎn)式孝的相桂對錯釘動，皇故橫緞截面挽上有眉剪應(yīng)飽力存蠶在。各橫溜截面妻半徑形不變椅，所假以剪蹈應(yīng)力歷方向犁與截遮面徑洽向垂勢直推斷給結(jié)論旗：50ABA'B'gTTjl2、剪耳切胡燒克定療律51Tτ橫截揪面上請某點(diǎn)灶的剪擇應(yīng)力沙的方厘向與慣扭矩館方向富相同手，并囑垂直釘于該余點(diǎn)與壤圓心池的連熱線剪應(yīng)默力的箏大小押與其床和圓膛心的酷距離乓成正舊比τ注意倚：如南果橫后截面柱是空惠心圓雜，剪行應(yīng)力云分布艱規(guī)律濁一樣弊適用驗，但變是，引空心計部分垂沒有謝應(yīng)力莖存在冶。523、扭革轉(zhuǎn)剪校應(yīng)力唇的計番算圓截仿面上漠任意咬一點(diǎn)興剪應(yīng)直力Tρ極慣欄性矩圓截側(cè)面上衛(wèi)最大罪剪應(yīng)酷力剪應(yīng)手力具孫有最輸大值定義耐：稱之友為抗扭萬截面尼模量534、抗得扭截朵面模串量實心四圓截針面5、扭捧轉(zhuǎn)軸穿內(nèi)最雅大剪位應(yīng)力對于淚等截俱面軸羨，軸碎內(nèi)最膚大剪攜應(yīng)力呀發(fā)生耽在扭懲矩最前大的受截面剛的圓膜周上6、扭祝轉(zhuǎn)強(qiáng)堆度條擺件空心善圓截暴面54應(yīng)力搜計算類例題如圖臺所示,已知桑：M1=5驚kN瞇m;復(fù)M2=3跑.2謙kN局m;爪M3=1棍.8紀(jì)kN妻m;AB貍=2沸00妨mm低;B缺C=言25燦0m拍m,AB=8做0m繳m,耕BC=5悔0m揉m,降G=校80線GP爪a。求此說軸的戰(zhàn)最大圍切應(yīng)熔力解：扭矩瀉圖如俘左：TAB=-呼5k攪N.岔m;TBC=-位1.叉8k法N.敘m根據(jù)火切應(yīng)紋力計悠算公山式55§2痛-5彎暗曲一、汁工程嗚實例改及彎曲皂的概朝念起重斜機(jī)大堡梁56鏜刀仇桿57車削法工件58火車納輪軸59彎曲:在垂武直于春桿軸后線的端平衡云力系別的作幟用下職，桿誕的軸讓線在鑼變形圈后成穩(wěn)為曲區(qū)線的己變形黎形式繼。梁:以彎陵曲變剪形為鹿主要疲變形橡的構(gòu)箏件，臉通常旱稱為漁梁。60常見矮彎曲館構(gòu)件科截面61平面蒜彎曲具有劈燕縱向區(qū)對稱村面外力偶都作圾用在糕此面圍內(nèi)彎曲閑變形天后軸拾線變己成對址稱面繁內(nèi)的兄平面陪曲線又稱炕對稱簽彎曲縱向?qū)ΨQ面62二、徐彎曲國內(nèi)力1、梁閃的載轎荷與路支座集中超載荷分布保載荷集中單力偶固定體鉸支化座活動繡鉸支紋座固定映端63火車塊輪軸及簡化64鏜刀槐桿簡潤化65吊車爹大梁找簡化均勻薄分布俱載荷簡稱均布囑載荷66非均也勻分驗布載屠荷67簡支助梁外伸辛梁懸臂姨梁FAxFAyFByFAxFAyFByFAxFAyMA靜定抱梁的換基本槍形式68FNFSMFS剪力，平依行于貞橫截劫面的遙內(nèi)力梁合力M彎矩，垂揉直于觸橫截替面的德內(nèi)力且系的季合力薄偶矩FByFNFSM2、剪褲力和陳彎矩序及其謙方程FAy69FAyFNFSMFByFNFSM截面不上的卻剪力謙對梁禾上任葉意一窮點(diǎn)的尺矩為順時禽針轉(zhuǎn)向晶時，剪力池為正遣；反之為負(fù)百。+_截面壁上的姑彎矩壓使得瓦梁呈凹形為正；反之為負(fù)辛。+_左上嫌右下為正名；反之為負(fù)左順表右逆為正段；反之為負(fù)70解：(1苗)確定贈支反永力FAyFBy(2顫)用截姓面法詳研究駱內(nèi)力FAyFSEME例題1求圖彈示簡淺支梁E截面匹的內(nèi)瘦力FAy71FByFByFAyFSEMEO分析勉右段時得到暖：FSEMEO72FAyFBy截面中上的萬剪力篩等于芹截面甜任一鑰側(cè)外稈力的鬼代數(shù)歌和。FAyFSE2FFSE73FAyFBy截面茂上的工彎矩玩等于惹截面室任一盞側(cè)外嚴(yán)力對彩截面奶形心基力矩布的代折數(shù)和霸。MEFAy2FME74q懸臂膏梁受舅均布堆載荷忠作用課。試寫廟出剪力質(zhì)和彎峰矩方圖程，駱并畫出程剪力圖和彎砌矩圖。解：任選鈔一截鞏面x，寫坑出剪聯(lián)力和鬼彎矩鏟方增程x依方血程畫贊出剪力圖和彎撞矩圖FSxMxl由剪變力圖、粒彎矩照圖可臣見。車最大蟻剪力夫和彎萄矩分?jǐn)貏e為4、剪怨力圖夕和彎陷矩圖摟的繪耍制4例題2qx75BAlFAYFBY圖示往簡支號梁C點(diǎn)受卷集中箏力作厲用。試寫旅出剪力雹和彎賀矩方緒程，疼并畫出棉剪力圖和彎旗矩圖。解：1．確情定約臟束力FAy＝Fb牧/lFBy＝Fa宴/l2．寫爺出剪濁力和拆彎矩現(xiàn)方程x2FSxMxx1ACCB3.依方污程畫脂出剪慣力圖綁和彎剝矩圖這。CFab例題376BAlFAYFBY圖示膨簡支礙梁C點(diǎn)受沾集中額力偶找作用挖。試寫欄出剪捕力和艙彎矩意方程汪，并喪畫出潮剪力楊圖和議彎矩狼圖。解：1．確敘定約僅束力FAy＝M忌/問lFBy＝-M哀/飽l2．寫生出剪力碧和彎義矩方夏程x2x1ACCB3.依方隙程畫京出剪力圖和彎弦矩圖。CMab例題477BAlFAYqFBY簡支棉梁受娘均布銀載荷挖作用試寫烏出剪力號和彎做矩方米程，開并畫出坊剪力圖和彎應(yīng)矩圖。解：1．確踢定約枕束力FAy＝FBy＝ql/22．寫戴出剪力燙和彎米矩方蟻程yxCx3.依方莫程畫山出剪力圖和彎預(yù)矩圖。FSxMx例題578三、網(wǎng)彎曲掙應(yīng)力廉與強(qiáng)獵度條侮件——假設(shè)牙變形土前為串平面湖的梁牌的橫犬截面?zhèn)}受形烏后仍牲保持破為平狠面，堪且仍態(tài)然垂蛾直于徒變形摔后的爐梁的蟲軸線母！彎曲守變形戀的平異面假炊設(shè)：zxyOM中性層MsminsmaxMsminsmaxM—彎矩樸（N·m脈m）Wz—抗彎汽截面撫系數(shù)店（N·m嫁m）79梁的舒彎曲佩強(qiáng)度涉條件勤：80§2籌-6應(yīng)力雨狀態(tài)償理論叉及強(qiáng)蓬度理溜論概交述一、服應(yīng)力煉狀態(tài)方理論堆概述FQ橫截猛面上量不同砌點(diǎn)的框應(yīng)力章各不陣相同蠟。81單向杜應(yīng)力裳狀態(tài)同一昂點(diǎn)不紐奉同方范向面懼上的財應(yīng)力稅各不木相同末。82受力誕構(gòu)件鑼內(nèi)一猾點(diǎn)處逆所有垃方位身截面荷上應(yīng)裝力的摘集合區(qū)，稱晝?yōu)橐稽c(diǎn)咽的應(yīng)井力狀聰態(tài)。研究江一點(diǎn)慘的應(yīng)磁力狀捐態(tài)時爛，往蜓往圍企繞該途點(diǎn)取對一個休無限肉小的堤正六蹈面體—單元灶體來順研究愧。xyσxτxτyσxσyσyτxτyxyσxτxzτyxσzzτyzσyτxyτzyτzx空間磁應(yīng)力磨狀態(tài)平面零應(yīng)力頁狀態(tài)83任何省應(yīng)力胖狀態(tài)崇，總猛能找婆到三胖對互危相垂何直的奇面，譯在這繞些面法上只膏有正碧應(yīng)力躬，而忌切應(yīng)陸力等猴于零諸，這鞋樣的嚇面稱童為應(yīng)力這主平講面(簡稱主平囑面)，主址平面正上的仔正應(yīng)暈力稱忙為主應(yīng)借力。σσσ1σ2σ1σ3σ2三向應(yīng)力狀態(tài)雙向應(yīng)力狀態(tài)單向應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)簡單應(yīng)力狀態(tài)84簡單溝應(yīng)力稿狀態(tài)下材金料的觸強(qiáng)度斥條件舍：單軸恭拉壓需狀態(tài)純剪催切應(yīng)揉力狀執(zhí)態(tài)復(fù)雜汗應(yīng)力頭狀態(tài)下材吐料的例強(qiáng)度和條件族：工作隙應(yīng)力搞；許用糠應(yīng)力置，通抱過直授接試遞驗的降方法碼確定過。不可能總飽是通纖過直蒼接試漲驗的率方法凡來確貨定材應(yīng)料的慌極限箭應(yīng)力勉。通捉過應(yīng)力庭狀態(tài)茶分析來探器求材棄料破勤壞的芳規(guī)律訊，確守定引半起材翠料破惕壞的抽決定智因素賠，從炭而建煮立相鉗應(yīng)的刮強(qiáng)度譽(yù)條件非，即強(qiáng)度報理論。85二、按強(qiáng)度窄理論舊概述材料焰在簡疤單應(yīng)廢力狀車態(tài)下傷的強(qiáng)芹度可撫通過掃試驗朽加以叢測定芬。但流是材吊料在復(fù)雜均應(yīng)力裁狀態(tài)下的否強(qiáng)度惱，則不可關(guān)能總煩是由納試驗絞來測姑定。因紡而需川要通鑼過對旅材料叉破壞斬現(xiàn)象柜的觀蛙察和考分析電尋求筑材料焰強(qiáng)度酒破壞咐的規(guī)烈律。人們森根據(jù)咸長期徐的實六踐和枕大量絮的試隔驗結(jié)守果，響對材租料失叮效的蓮原因裹提出詢了各庸種不漏同的贈假說泡，通城常將憂這些惰假說尚稱為強(qiáng)度咳理論。材料犯強(qiáng)度秋破壞厭的兩氧種類抗型：沒有請明顯捧塑性哲變形銳的脆性熱斷裂；產(chǎn)生島顯著帶塑性稿變形很而喪況失工豪作能昏力的塑性夾屈服。861、最大毀拉應(yīng)趙力理謠論（舍第一小強(qiáng)度踏理論院）最大拉雖應(yīng)力是引綁起材儀料斷腿裂的捎主要混因素析。無論耍材料晚處于迎何種哥應(yīng)力船狀態(tài)靜，只狹要最曬大拉伴應(yīng)力σ1達(dá)到極材料拒在單益向拉恢伸試掛驗中溫發(fā)生充脆性乳斷裂顛時的咳強(qiáng)度第極限σu，材碼料即弓發(fā)生騙斷裂。即聯(lián)材料飯斷裂己破壞喊的條罩件為額：相應(yīng)子的強(qiáng)度身條件為：其中歐，[s]為對應(yīng)撤于脆可性斷火裂的堡許用聽拉應(yīng)胡力，[s]＝su/n，其中n為安涼全因貓數(shù)。872、最大品拉應(yīng)勺變理朗論（手第二倉強(qiáng)度拼理論師）最大拉替應(yīng)變是引蛾起材混料斷缺裂的訪主要挨因素洞。無論負(fù)材料蚊處于杜何種服應(yīng)力岸狀態(tài)寺，只傾要最恐大拉建應(yīng)變ε1達(dá)到蟻材料箭在單輸向拉盯伸試騾驗中跡發(fā)生途脆性臂斷裂筍時的伏極限籃拉應(yīng)忙變值εu，材斧料即玩發(fā)生泳斷裂。即復(fù)材料棉斷裂雷破壞棗的條開件為敬：復(fù)雜宗應(yīng)力六狀態(tài)辨下的線最大災(zāi)拉應(yīng)王變?yōu)椋憾拇瘟显谛謫蜗驗E拉伸華斷裂揪時的襲最大超拉應(yīng)波變?yōu)槟浚?8考慮傾安全贏因數(shù)抬后，迅第二熟強(qiáng)度惡理論竊的強(qiáng)度張條件為：則材下料斷張裂破俱壞的銅條件西可改枝寫為當(dāng)脆性哄材料芬處于懶雙向博拉伸—壓縮織應(yīng)力有狀態(tài)房誠，且趴應(yīng)力畢值不夾超過節(jié)拉應(yīng)屋力值征時，好該理梁論與蕩試驗仙結(jié)果陡基本螞符合姑。但蒸對于筋脆性烤材料幅雙向跨受拉豬或受屑壓的鳳情況燈，該眨理論巡壽與試帽驗結(jié)象果卻捉完全膊不符愧。893、最大切應(yīng)落力理論譯（第呈三強(qiáng)焰度理息論）最大切任應(yīng)力是引共起材攀料屈花服的洋主要雁因素被。無論兵材料方處于刺何種量應(yīng)力蔽狀態(tài)甲，只號要最差大切麻應(yīng)力τma葡x達(dá)到糖材料爪在單翠向拉壇伸屈摔服時嚇的最廣大切認(rèn)應(yīng)力τs，材歪料即湊發(fā)生竹屈服倍破壞。即宿材料捐屈服至破壞鵲的條破件為盜：復(fù)雜泰應(yīng)力丘狀態(tài)姓下的續(xù)最大帖切應(yīng)愉力為：90而材賤料單圈向拉犯伸屈桿服時數(shù)的最僚大切模應(yīng)力古則為：考慮冶安全敏因數(shù)荷后，第三柄強(qiáng)度鏈理論的強(qiáng)度師條件為：則材鈴料屈甩服破廳壞的梢條件疤可改聰寫為這一理若論與揀試驗秀符合舟較好秋，比聾較滿米意地庫解釋友了塑汽性材獄料出遷現(xiàn)屈痕服的農(nóng)現(xiàn)象凝，因拼此在海工程匙中得飽到廣扶泛應(yīng)棉用。紐奉但對堪于三蟻向等山值拉桃伸情屢況，卡按該價理論都分析棍，材掘料將辨永遠(yuǎn)桶不會倡發(fā)生諸破壞無，這們與實律際情偶況不拴符。91構(gòu)件貞因其箏形狀泄和體條積發(fā)著生改循變而割在其鬧內(nèi)部潮積蓄臉的能棵量，此稱為補(bǔ)變形親能。你通常拆將構(gòu)葉件單雪位體質(zhì)積內(nèi)潮所積媽蓄的次變形皺能，啊稱為比能。比皆能可純分為形狀姑改變巧比能和體積羨改變帥比能兩部那分薄。該理胖論認(rèn)肢為形狀坐改變老比能是引撿起材峰料屈憲服的隱主要確因素夾。無論名材料槐處于幫何種赴應(yīng)力躺狀態(tài)笑，只獨(dú)要形費(fèi)狀改肉變比蘆能vd達(dá)到政材料達(dá)在單吩向拉敵伸屈糟服時比的形運(yùn)狀改癥變比縫能極產(chǎn)限值vdu，材傷料即斃發(fā)生辦屈服耗破壞。即緊材料區(qū)屈服景破壞良的條刮件為解：4、形狀搞改變嬌比能崖理論理論牛（第黎四強(qiáng)嘗度理早論）92而材否料單稅向拉信伸屈發(fā)服時持的形家狀改鉗變比奏能極省限值貞為：考慮行安全癢因數(shù)妹后，第四反強(qiáng)度擇理論的強(qiáng)度惠條件為：則材宗料屈鑰服破條壞的揚(yáng)條件踏可改昌寫為三向包應(yīng)力好狀態(tài)漆下的別形狀然改變貌比能含為：93需要舞指出掏的是嚷，破壞炎形式嚇不但儀與材濟(jì)料有悶關(guān)，答還與嫌應(yīng)力廈狀態(tài)以等因斗素有鎮(zhèn)關(guān)。例如土由低糾碳鋼鹿制成覆的等妥直桿蔥處于與單向瘡拉伸艘時，碼會發(fā)制生顯劍著的摩塑性鄭流動統(tǒng)；但憲當(dāng)它限處于乒三向是拉應(yīng)船力狀隙態(tài)時諸，會例發(fā)生盲脆性譯斷裂駕。低漲碳鋼販制圓騎截面盆桿在來中間互切一易條環(huán)戒形槽間，當(dāng)擔(dān)該桿雅受單養(yǎng)向拉打伸時唇，直廚到拉厚斷時范，也土不會疲發(fā)生棗明顯梢的塑蟻性變暢形，狠最后贈在切京槽根盈部截醒面最灘小處杰發(fā)生淹斷裂述，其夢斷口愧平齊掃，與唐鑄鐵逮拉斷柿?xí)r的漢斷口枝相仿帆，屬隆脆性刑斷裂呀。這慚是因溜為在仔截面罩急劇竭改變腫處有茅應(yīng)力委集中隆，屬影三向減拉應(yīng)次力狀川態(tài)。吧相應(yīng)澆的切謠應(yīng)力昨較小念，不陳易發(fā)騾生塑損性流胡動之痛故。芽又如鴉大理因石在野單向睬壓縮慈時，妖其破設(shè)壞形端式為詠脆性出斷裂續(xù)；而布處于際雙向通不等毛壓應(yīng)庭力狀丈態(tài)時僑，卻恭會顯族現(xiàn)出讓塑性凳變形逢。945、相當(dāng)削應(yīng)力上述棉四個尸強(qiáng)度班理論迅的強(qiáng)尚度條媽件可夾統(tǒng)一削寫作撞如下毛形式脅：此處[σ]為根叫據(jù)拉沿伸試條驗確洪定的丑材料繪的許租用拉半應(yīng)力蛾，σr為三艇個主逢應(yīng)力款按不狼同強(qiáng)根度理胡論的鍬組合松，稱誤為相當(dāng)達(dá)應(yīng)力。下表列涼出了企前述犬四個醬強(qiáng)度紫理論克的相列當(dāng)應(yīng)呢力表痰達(dá)式滑。95相當(dāng)應(yīng)力表達(dá)式強(qiáng)度理論名稱及類型第一類強(qiáng)度理論(脆性斷裂的理論)第二類強(qiáng)度理論(塑性屈服的理論)第一強(qiáng)度理論──最大拉應(yīng)力理論第二強(qiáng)度理論──最大拉應(yīng)變理論第三強(qiáng)度理論──最大切應(yīng)力理論第四強(qiáng)度理論──形狀改變能理論四個強(qiáng)度理論的相當(dāng)應(yīng)力表達(dá)式96例題圖示恢一簡軌支工銷字組受合梁甜，由富鋼板辯焊成遲。已觸知：F=流50凱0k兄N，l=菌4m。求土：(1馬)在危樹險截化面上蠅位于屋翼緣非與腹熟板交磁界處飛的A、B兩點(diǎn)悶的主榮應(yīng)力繼值，鋤并指謀出它飛們的街作用域面的前方位牛；(2墾)根據(jù)誼第三館、四貞強(qiáng)度耕理論速，求懸出相叔應(yīng)應(yīng)牽力值貨。l/2Fl/2A單位：cm2.42.44222142zB97M圖+Fl/4xxA點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)F/2F/2Fs圖+－解：瓜在跨帶中左砌側(cè)截?fù)蚊娴腁點(diǎn)處滲的應(yīng)或力狀室態(tài)為進(jìn)：A點(diǎn)的咐主應(yīng)惜力98xxB點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)第三鐵、四犯強(qiáng)度疏理論愚的相腫當(dāng)應(yīng)與力在跨丘中左含側(cè)截辜面的B點(diǎn)處灑的應(yīng)規(guī)力狀餃態(tài)為99例題試對母圖a所示影單元盟體寫澤出第允一、澇二、懷三、淹四強(qiáng)居度理竟論的舞相應(yīng)脫應(yīng)力健值，挺設(shè)=下0.謹(jǐn)3。單位：MPa2015(a)20(b)解：沿由色圖a可知惰，x=1此5M在Pa為主撈應(yīng)力測，其隨它兩徑個主敗應(yīng)力敬則可掛由純劉剪切和應(yīng)力島狀態(tài)=20灑MP感a確定(圖b)。其匪主應(yīng)話力為沖：10毒0四個鞋強(qiáng)度井理論慰的相當(dāng)鳴應(yīng)力為：10棗1§2編-7疲勞攏強(qiáng)度熄概述一、租載荷崇與應(yīng)喇力的四分類載荷靜載斜荷變載籮荷——不隨敗時間饒變化or變化者很小——隨時苦間變暈化而藥變化周期惱性/非周創(chuàng)期性靜應(yīng)役力變應(yīng)跑力循環(huán)卻變應(yīng)沾力應(yīng)力名義源載荷/計算而載荷名義妥應(yīng)力/計算俯應(yīng)力10窄2循環(huán)床變應(yīng)慚力對稱遙循環(huán)蘭變應(yīng)剩力脈動槳循環(huán)芹變應(yīng)劑力非對耕稱循栗環(huán)變查應(yīng)力{10揉3平均湯應(yīng)力σm：應(yīng)力若幅σa：循環(huán)副特性r：循環(huán)秧特性r可以投表示勒循環(huán)骨變應(yīng)喊力的含變化攤情況那和不筐對稱給度：憑對于對稱涂循環(huán)宰變應(yīng)鴿力，r=靈-1；脈動幟循環(huán)鄭變應(yīng)櫻力，r=脂0；靜應(yīng)份力可以猛看作意變應(yīng)感力的負(fù)特例桿，即r=特+1。而非對暫稱循隱環(huán)變慢應(yīng)力r值隨歇具體湯情況銅不同蘆在+1慮~-趨1之間傅。10塘4在靜靜載荷齡下產(chǎn)悉生變忙應(yīng)力10周5二、群疲勞炮破壞——變應(yīng)憲力作支用下拾的破隨壞形墨式構(gòu)件召的疲古勞破償壞可川分為3個階嶼段載：①微愉觀裂吃紋階咐段②宏策觀裂盾紋擴(kuò)程展階舒段③瞬丙時斷巴裂階涌段在循慌環(huán)加拌載（股變應(yīng)興力）翁作用腹下，煩產(chǎn)生劇嚴(yán)重筐的應(yīng)嘗力集患中點(diǎn)疲并首騰先形鳥成微撫觀裂抄紋。鞭此后糾，裂聯(lián)紋沿董著與即主應(yīng)儉力約雪成45奪°角的磚