軸向拉壓桿的強度計算課件

拉壓桿的強度計算教學目的：1、掌握拉壓桿的強度條件2、會靈活應用強度條件進行相關(guān)計算拉壓桿的強度計算教學目的：1、掌握拉壓桿的強度條件第五節(jié)許用應力、安全系數(shù)和強度計算一、許用應力和安全系數(shù)塑性材料脆性材料極限應力

n—安全系數(shù)—許用應力。任何一種材料都存在一個能承受應力的上限，這個上限稱為極限應力，常用符號σo表示。軸向拉伸和壓縮第五節(jié)許用應力、安全系數(shù)和強度計算一、許用應力和安全系數(shù)塑塑性材料的許用應力脆性材料的許用應力

選取安全系數(shù)的原則是：在保證構(gòu)件安全可靠的前提下，盡可能減小安全系數(shù)來提高許用應力。

確定安全系數(shù)時要考慮的因素，如：材料的均勻程度、荷載的取值和計算方法的準確程度、構(gòu)件的工作條件等。塑性材料KS取1.4～1.7；脆性材料Kb取2.5～3。某些構(gòu)件的安全系數(shù)和許用應力可以從有關(guān)的規(guī)范中查到。軸向拉伸和壓縮塑性材料的許用應力脆性材料的許用應力選取安全系數(shù)二、軸向拉壓桿的強度計算σmax≤[σ]

σmax是桿件的最大工作應力，可能是拉應力，也可能是壓應力。對于脆性材料的等截面桿，其強度條件式為：

式中：σtmax及[σt]分別為最大工作拉應力和許用拉應力；σcmax及[σc]分別為最大工作壓應力和許用壓應力。1.強度條件軸向拉伸和壓縮二、軸向拉壓桿的強度計算σmax≤[σ]σm根據(jù)強度條件，可以解決三類強度計算問題1、強度校核：2、設(shè)計確定截面：3、確定許用載荷：⒉強度條件在工程中的應用軸向拉伸和壓縮根據(jù)強度條件，可以解決三類強度計算問題1、強度校核：2、設(shè)計例1正方形截面階梯形磚柱。已知：材料的許用壓應力[σC]=1.05MPa，荷載FP=60kN，試校核該柱的強度。解（1）畫軸力圖如圖b所示。（2）計算最大工作應力需分段計算各段的應力，然后選最大值。軸向拉伸和壓縮例1正方形截面階梯形磚柱。已知：材料的許用σmax=0.96MPa＜[σC]=1.05MPa

（3）校核強度比較得：最大工作應力為壓應力，產(chǎn)生在AB段。即|σmax|=0.96Mpa。所以該柱滿足強度要求。軸向拉伸和壓縮σmax=0.96MPa＜[σC]=1.05MPa（

例2已知A1=200mm2，A2=500mm2，A3=600mm2，[]=12MPa，試校核該桿的強度。A1A2A32kN2kN9kN2kN4kN5kN⊕⊕－○∴此桿安全。例2已知A1=200mm2，A2=500mm2，A3=

例3圖示結(jié)構(gòu)中，拉桿AB由等邊角鋼制成，容許應力[]=160MPa，試選擇等邊角鋼的型號。ABC1.8m2.4mCAFNFCxFCy解：取桿AC為研究對象畫受力圖。由型鋼表查得∟45×45×5等邊角鋼例3圖示結(jié)構(gòu)中，拉桿AB由等邊角鋼制成，容許應力[]=ABCDFP2m2m45°例4圖示裝置為重物架，已知重物對物架的壓力FP=40KN,作用于D處，拉桿BC為橫截面面積A=600mm2的圓鋼，許用應力[σ]=160MPa,物架和拉桿自重不計，試校核拉桿BC的強度。解：1、求BC桿軸力。取AD桿為研究對象，畫受力圖。由∑MA=0得：-FNBC×2sin45°+FP×2=0FNBC=56.58KN(拉力）2、計算BC桿工作應力，與許用應力比較，進行強度校核。所以：BC桿的強度滿足要求。DBAFPFAYFAXFNBC450ABCDFP2m2m45°例4圖示裝置為重物架，已知重物對

例5圖示支架中，AB為圓截面鋼桿，直徑d=16mm，容許應力[]1=150MPa；AC為方形截面木桿，邊長l=100mm，容許應力[]2=4.5MPa。求容許荷載[F]。1.5m2.0mABCFAFFN1FN2解:取結(jié)點A。例5圖示支架中，AB為圓截面鋼桿，直徑d=16mm，容

1.5m2.0mABCFAFFN1FN2單考慮AB桿：單考慮AC桿：∴[F]=36kN1.5m2.0mABCFAFFN1FN2單考慮AB桿：單考慮例6圖示結(jié)構(gòu)中，已知F=2kN，桿CD的截面面積A=80mm2，容許應力[]=160MPa，試校核桿CD的強度并計算容許荷載。aaABFCDABFCFNFAxFAy解：∴CD桿安全例6圖示結(jié)構(gòu)中，已知F=2kN，桿CD的截面面積A=8

aaABＦCDABFCFNFAxFAyaaABＦCDABFCFNFAxFAy練習圖示支架，1桿為直徑d=16mm的鋼圓截面桿，許用應力=160MPa，2桿為邊長a=12cm的正方形截面桿，=10MPa在節(jié)點處掛一重物，求許用荷載[P]。練習圖示支架，1桿為直徑d=16mm的鋼圓截面桿，許用應力第七節(jié)應力集中的概念

應力集中程度與外形的驟變程度直接相關(guān)，驟變越劇烈，應力集中程度越劇烈。靜載下，塑性材料可不考慮，脆性材料（除特殊的，如鑄鐵）應考慮。動載下，塑性和脆性材料均需考慮。一、應力集中概念：

由于桿件截面尺寸突然變化而引起的局部應力發(fā)生急劇增大的現(xiàn)象。理論應力集系數(shù):其中：----最大局部應力----名義應力（平均應力）二、應力集中對桿件強度影響FPFPFPσFPσmax第七節(jié)應力集中的概念應力集中程度與外形的驟變程度直復習題1、軸向拉伸與壓縮受力特點和變形特點是什么？2、軸向拉伸與壓縮橫截面有什么內(nèi)力？4、用外力直接計算軸力的簡便方法是什么？5、什么是軸力圖？6、軸向拉（壓）桿件橫截面上的應力是什么應力？如何分布？計算公式是什么？7、胡克定律表明：在彈性范圍內(nèi)正應力與線應變成什么比例？8、低碳鋼拉伸變形發(fā)展的四個階段是什么？9、拉（壓）桿的強度條件是什么？10、什么是應力集中現(xiàn)象？3、計算內(nèi)力的基本方法是什么？答案答案答案答案答案答案答案答案答案答案1、答：1）、受力特點：外力或其合力的作用線沿桿軸線；2）、變形特點：主要變形為軸向伸出或縮短。2、答：軸力:用FN表示3、答：求內(nèi)力的基本方法-----截面法

4、答：某截面軸力等于截面一側(cè)外力的代數(shù)和。FN=∑FP外力FP背離截面為正；指向截面為負。

5、答：為了直觀地看出軸力沿橫截面位置的變化情況，可按選定的比例尺，用平行于軸線的坐標表示橫截面的位置，用垂直于桿軸線的坐標表示各橫截面軸力的大小，繪出表示軸力與截面位置關(guān)系的圖線，該圖線就稱為軸力圖。

FPFN-----為軸力A-----為橫截面面積6、答：σ正應力σ

7、答：表明：在彈性范圍內(nèi)正應力與線應變成正比

8、答：分四個階段：（1）線彈性階段:εσ成正比（2）屈服階段：σ

ε不成