工程力学06-拉压杆件的应力变形分析和强度设计.

1、船1拉、压杆的内力、变形应力 口材料的力学性能 杆件的强度设计其它一些概念6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形工程问题 考虑下o三组杆件受力，哪根杆会先a破坏1 2 二：八AIti6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形& 1.1应力计算（冋顾）：当外力沿着杆件的轴线作用时，其横截面只有轴力一个分量一力巧vV杆件横截面上将只有正应力（T正应力计算m 上一 kJml斗1讣式中Sml14応（6-nF.v杆件截面上的轴力A杆件横載面的面积6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形6-1. 2变形计算工程问题上庄三三三三三1）绝对变形与弹性模量节三三二杆的轴向变形：2V = /；囲旬变形：=方6/的6-1.2变形计算1）绝

2、对变形与弹性模量胡克宦律4 = EA弹性康量 式中:E称弹性模S,阳称抗拉压刚度r41复瘩计/ /松6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形6.1. 2变形计算2）相对变形与正应变对刻B杆件轴向变形程度正应变轴向变形4与杆长/的比值一一轴向正应变弓(6-4)由：CT二6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形6.1拉伸与压缩杆件的应力与变形 r t-6-1.2变形计算3）横向变形与泊松比議向变册J杆的横向变形：Ab = bj-b泊松比实验表明，当内力在弹性范围内时，横向应变6, 与轴向应变G之比的存在比例尖系即：% = V 比（6-6）材料的弹性模量从以及泊松比W都是材料说的固 有的弹性常数（门皿）解：最大正应

3、力:1）作轴力图F曲沪 2耳二J2”kNFndF 2FpFg =Fp=-6HkNFnbcaFp =60kN21八4八雄廐为拥閒变截面直杆，ADE段为铜材，恵BC段为麝P已知 ADEB横截面稅4沪X/O5mV，C段横截面 积4 肌=5Xf供mm2.尸严的kN，铜仪二/MGPq，钢 E$=2GFiu受力及尺寸如图。求：1）横截面上最犬正 应力：2）杆的总伸长量。W%旁您（）柯R血車fO刃.;t51 WMiN；，：j i M inftOkN I2OkN应力是个比值，应 该发生在你与A哒为蹑大截甘 U*谯必段CQAu/ni 例 GJ 4AA=/X/0Amnp 如产 5X/02mnP, E 戶 OOGF

4、N, AA2/0GPa2）计算站年应力p=-/20MPaK FNBC b（M）才 4 心C60XWNT20X1WNMXMXeW* LzgggsZJftLjt MW ff:WKNftOkN*1）计算务段伸长2）七十算总伸硕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 如产 5X/02mnP,E 戶 OOGFN, =2MGPtu总伸长量求解:4二二如迁八呼o J4=Z229X/Mm 一斗 229X10J DL| m7r 例6 2吊车，斜杆AB为直程产2亦1的钢杆角电

5、粥为钢 梁，截面积4产232X/Nnin2载荷M=75kN.当用移到A点时求杆AB和梁横介截面上的应力辭:当 戟移到A点肘斜杆受力最大1）考虑AC杆求各杆受力耳梟工F严OF竹Nina 一W=0 EF； =0 Frc 肚IF5=Fw门F加沁心你/，AA cosa=Z# fF 府3 & 7kN=1537X1 胪 a 二冷 3 7M PaaZTj例G - 2吊车，斜杆AB为直程产20inni的钢杆“擬辣 为 钢梁，截面积4产232X/Nnin2载荷M=75kN.当用移到A点 时求杆AB和梁横AC截面上的应力2）计算杆件应力F w=5S. 7kN 鼻产 35 上 7 lLi 星, b /3&75% 卸

6、”心护 2nXM - dni 电；=/23X/0APa=725MPa二 35/7 X/沪 NAn 2.32X/0X/处 nP（匡”a -:6.2拉伸与压缩杆件的强度设计材料力学的工程设计内容：分析已有的或设想中的机器或结构确定结 构在特定受力条件下的性态设计新结构时使之 既安全又经济选用什么材料适合于设计的结构给定受力 和材料，什么样截面合适于结构口结小给定鰹和 受力T能甭腳工作6.2拉伸与压纟吓件的强度设计6- 2.1强度设计准则、安全因数与许用应力强度设计2指将轩件中的最大应力限制在允许的范围内，以保证杆 件正常工作，不仅不发生失效，还要有一定的安全裕度。喪度准M （条件）芒（6-7）许用

7、应力：指与杆件所使用的材料性能以及工程对保证杆件安全的 限定应力值应刀=-JJ-g）茨全因散：规定的杆件安全裕度值S6.2拉伸与压缩杆件的强度设计6. 2.2三类强度计算问题（强度准则的应用）强度校核：J 害 WIB(6 9)2）截面尺寸设计：Fv(6 Hnih3）确定杆件或结构许可载荷;1）II PWBWBPRAIIMH4例閃螺纹小伽”mm的螺栓，紧固时承受瓣廠fA20kN,若已知螺栓的许用应力B=/50MPib试校核螺栓强度是否安全.辭N）确定螺栓所受轴力2Fp = 2nkN2)计算螺栓横截面上应力F、2HX/0N cr=A4 (/5X/0*mH4二 32X/沪 Paw 3）曲御！ J峻工

8、JU栓符合强度要求#=/12MPa J64悬臂起重机撑杆AB为空心钢管外径应用舉例 /05mm内径95mm.钢索1和2相互平行，且设钢索 可作为相当于直径店25nim的圆杆计算。材料的许用 应力 al=60MPae试确定起重机的许可吊重解,选滑轮4受力分析选坐标系列平衡方程 込二”F,+FA+IVcos6/* 你砂/5。Ef 产 F& 11/5* -WcosJO1 =0r73解得:例 外径_/05mni,内径 g5inm, rf=25mmj B 二轴综合考虑许可a 商取：2 3.35W F 产 L74W 确定许可吊重vF V1 oiA I受刀为依据计鼻的戟荷：人伍1、Fj/IBd = 60Xn

9、Pa X 孔 052952)X 炉血 2 =942002942归VI胳餌S嗥=2&屈 以钢索计为依据的裁商心陥侗旦内=661X lOKPa XA25A X 7 0-W)= =295002225kN醒护g#L74例： 气动夹具如图。已知缸径/) =HOmm缸内压力pMOMP皿 活塞杆材料为20钢，bY”MPiiMT试设计活塞杆直径解：杆的力分析！F = P - Z)2A=F=9J4kN r.zm=Z3- F=0,6X2伤 Pe)X丰 X(/4OX e Tm %24XJON”于 X(/4OX ejm 茴二 ox/OApa 二人公 /Of- 卍9230N=624kN活塞杆的轴力：由强度条件：和A.

10、U/22n = /22mni* Um.J 乱63拉伸与压缩时材料的力学性能问題的提出：扱限应力6IA =极限应力或危险应力“(T怎样确定?6*3.1材料拉伸时应力一应变曲线拉伸实b&63拉伸与压缩时材料的力学性能63拉伸与压缩时材料的力学性能6 3，1材料拉伸时应力一应变曲线 各种拉伸试件断裂形 状4）抗拉强度l jrwjj/匕舗口63拉伸与压缩时材料的力学性能6. 3.3脆性材料拉伸时的力学性能脆性材料拉伸开 始至断裂，没有 明显的变形63. 4强度失效概念与失效应力1* ：卜? 4*14 z*v I. VW Mr ijb 2）塑性材料与脆性材料5 = 100%几2 5%6.4结论与讨论6.

11、 4,1本章的主要结论6.4.2尖于应力和变形公式的应用条件6. 4.3尖于加载附近区域的应力分布局部外力对截面产生的应力集中影响随着 远离局部区 域而减小消失6.4结论与讨论皐.6. 4.4尖于应力集中等SSSff横面上的应刀均 匀分布的;_ - - 一 一 1由于B面尺寸的突然变化而引起8面上的应力是不均匀分齐的迟种因杆件外形的变化而导致n的突熊改变所引起的局部应力碗大的 现*应力集中衡*应力集中程度用“理论应力集中因数” -K(643)用 IBIlBiim/BEWUMI I 卩刖 F I 6.4结论与讨论6. 4,5拉伸和压缩超静定问题简述杆件的外力和内力都能由静力学平Sf方程求解的冋 题静定问6.4结论与讨论6. 4.5拉伸和压缩超静定问题简述絃静躍次数超静定系统因为系统中育多余约束（多余未知力）的存在所a超 静定结构e多余约来的Bt目务于平ft方程的敢多余约束的数目与育平方程目之豊违箭定床散6.4结论与讨论6. 4.5