5-6拉伸和压缩的强度条件及其应用ppt课件

1、第六节 拉伸和紧缩的强度条件及其运用1;.5-6 5-6 轴向拉伸紧缩时的强度计算轴向拉伸紧缩时的强度计算1 1、资料的危险应力、资料的危险应力塑性资料为屈服极限塑性资料为屈服极限 脆性资料为强度极限脆性资料为强度极限bs0 资料的危险应力是指资料丧失正常任务才干的应力称为危险应力，也叫极限应力。用 来表示。一、危险应力和任务应力一、危险应力和任务应力022 2、任务应力、任务应力AN工程实践中能否允许工程实践中能否允许bs0不允许！不允许！构件正常任务时，其截面上实践具有的应力构件正常任务时，其截面上实践具有的应力任务应力。任务应力。 任务应力仅取决于外力和构件的几何尺寸。只需外力和构件几何

2、尺寸一样，不任务应力仅取决于外力和构件的几何尺寸。只需外力和构件几何尺寸一样，不同资料做成的构件的任务应力是一样的。同资料做成的构件的任务应力是一样的。任务应力为一变量，当构件的几何尺寸一定时，任务应力随外力的变化而变化。任务应力为一变量，当构件的几何尺寸一定时，任务应力随外力的变化而变化。 3二、平安系数和许用应力二、平安系数和许用应力任务应力任务应力AFN n n 平安系数平安系数 许用应力。许用应力。 bs0 n0塑性资料为屈服极限塑性资料为屈服极限脆性资料为强度极限脆性资料为强度极限bbssnn脆脆性性材材料料：塑塑性性材材料料：n s、n b是平安系数: n s =1.22.5 n

3、b 2.03.54三、强度条件：三、强度条件： 为了使构件不发生拉(压)破坏，保证构件平安任务的条件是：最大任务应力不超越资料的许用应力。这一条件称为强度条件。 AFN maxmax 强度计算运用强度条件式进展的运算。 5 AFNmax AFNmax根据强度条件，可以处理三类强度计算问题根据强度条件，可以处理三类强度计算问题1 1、强度校核：、强度校核： NFA2 2、设计截面：、设计截面： AFN3 3、确定答应载荷：、确定答应载荷：6例题例题 0yF解：解：1 1、研讨节点、研讨节点A A的平衡，计算轴力。的平衡，计算轴力。N1032. 520cos2101000cos253FFN 由于构

4、造几何和受力的对称性，两斜杆的轴力相等，根由于构造几何和受力的对称性，两斜杆的轴力相等，根据平衡方程据平衡方程F=1000kNF=1000kN，b=25mmb=25mm，h=90mmh=90mm，=200 =200 。=120MPa=120MPa。试校。试校核斜杆的强度。核斜杆的强度。F FF Fb hABC0cos2NFF得得A2 2、强度校核、强度校核 由于斜杆由两个矩形杆构成，故由于斜杆由两个矩形杆构成，故A=2bhA=2bh，任务应力为，任务应力为 MPa120MPa2 .118P102 .11810902521032. 52665abhFAFNN斜杆强度足够斜杆强度足够F FxyNF

5、NF7例题例题D=350mmD=350mm，p=1MPap=1MPa。螺栓。螺栓 =40MPa =40MPa，求直径。，求直径。pDF24每个螺栓接受轴力为总压力的每个螺栓接受轴力为总压力的1/61/6解：解： 油缸盖遭到的力油缸盖遭到的力根据强度条件根据强度条件 AFNmax 22.6mmm106 .22104061035. 0636622pDd即螺栓的轴力为即螺栓的轴力为pDFFN2246 NFA得得 24422pDd即即螺栓的直径为螺栓的直径为Dp8例题例题 AC AC为为505050505 5的等边角钢，的等边角钢，ABAB为为1010号槽钢，号槽钢，=120MPa=120MPa。求。

6、求F F。 0yFFFFN2sin/1解：解：1 1、计算轴力。设斜杆为、计算轴力。设斜杆为1 1杆，程度杆为杆，程度杆为2 2杆用截面法取杆用截面法取节点节点A A为研讨对象为研讨对象FFFNN3cos12 0 xF0cos21NNFF0sin1 FFN2 2、根据斜杆的强度，求答应载荷、根据斜杆的强度，求答应载荷 kN6 .57N106 .57108 . 4210120212134611AFA AF F1NF2NFxy查表得斜杆查表得斜杆ACAC的面积为的面积为A1=2A1=24.8cm24.8cm2 11AFN9FFFN2sin/1FFFNN3cos123 3、根据程度杆的强度，求答应载

7、荷、根据程度杆的强度，求答应载荷 kN7 .176N107 .1761074.12210120732. 113134622AFA AF F1NF2NFxy查表得程度杆查表得程度杆ABAB的面积为的面积为A2=2A2=212.74cm212.74cm2 22AFN4 4、答应载荷、答应载荷 kN6 .57176.7kNkN6 .57minminiFF10DpdF例例: : 某铣床任务台进给油缸如下图，缸内任务油压某铣床任务台进给油缸如下图，缸内任务油压p p2MPa2MPa，油缸内径，油缸内径D D75mm75mm，活塞杆，活塞杆直径直径d d18mm18mm，知活塞杆资料的许用应力，知活塞杆资

8、料的许用应力 50MPa50MPa，试校核活塞杆的强度。，试校核活塞杆的强度。 解：求活塞杆的轴力。设缸内受力面积为A1，那么：222212751844NFpApDd校核强度。活塞杆的任务应力为：MPaMPaAFN6 .32184187542222 50MPa所以，活塞杆的强度足够。 11FFbh例：图示钢拉杆受轴向载荷例：图示钢拉杆受轴向载荷F=40kNF=40kN，资料的许用应力，资料的许用应力 =100MPa =100MPa，横截面为矩形，横截面为矩形，其中其中h=2bh=2b，试设计拉杆的截面尺寸，试设计拉杆的截面尺寸h h、b b。 解： 求拉杆的轴力。FN = F = 40kN那么

9、：拉杆的任务应力为：= FN / A = 40 / b h = 40000/2b= 20000/b = = 10022所以： b= 14mm h= 28mm12举例举例 上料小车，每根钢丝绳的拉力Q=105kN，拉杆的横截面面积A=60100mm2 材 料为Q235钢，平安系数n=4。试校核拉杆的强度。由于钢丝绳的作用，拉杆轴向受由于钢丝绳的作用，拉杆轴向受拉，每根拉杆的轴力拉，每根拉杆的轴力NQN310105横截面积横截面积23106mmANN13根据强度条件，有根据强度条件，有 MPaMPa.AN605171061010533查表，查表，Q235号钢的屈服极限为号钢的屈服极限为MPas24

10、0许用应力许用应力 MPanss60拉杆符合强度要求拉杆符合强度要求14这是一个设计拉杆截面的问题，根据这是一个设计拉杆截面的问题，根据 maxminNA首先需求计算拉杆的轴力首先需求计算拉杆的轴力15对构造作受力分析，利用静力平衡条件求出最大轴力对构造作受力分析，利用静力平衡条件求出最大轴力G + QNBCNBA0Y0QGsinNBC最大轴力出如今点葫芦位于最大轴力出如今点葫芦位于B352. 045 . 15 . 1sin22BCACllkN.NBC856 2340614010856mm.NAmaxmin16求圆钢杆求圆钢杆BC 的直径的直径2240641mmAdminmm.d822可以选取

11、可以选取mmd2517 例例 一同重用吊环，侧臂一同重用吊环，侧臂AC和和AB有两个横截面为矩形的锻钢杆构成。有两个横截面为矩形的锻钢杆构成。h=120mm, b=36mm,许用应力为许用应力为80MPa。求吊环的最大起分量。求吊环的最大起分量。问题是确定载荷问题是确定载荷 minmaxAN先求出侧臂所能接受的最大内力，先求出侧臂所能接受的最大内力，再经过静力平衡条件确定吊环的再经过静力平衡条件确定吊环的载荷载荷18NN NANminmax69120080361202静力平衡条件静力平衡条件0Y02cosNP92042096096022.cosN.cosNP127180892069120022

12、kNP127119 拉伸实验机原理如下图，假设实验机的拉伸实验机原理如下图，假设实验机的CD杆与试件杆与试件AB的资料同为低碳钢，且的资料同为低碳钢，且 ，实验机最大拉力为实验机最大拉力为 100 kN，1利用该实验机做拉断实验时，利用该实验机做拉断实验时，试件直径最大可达多少？试件直径最大可达多少？2假设实验机的平安系数为假设实验机的平安系数为 n = 2，那么那么CD杆的横截面积为多大？杆的横截面积为多大？3假设试件直径为假设试件直径为 d =10 mm，现，现丈量其弹性模量丈量其弹性模量E，那么所加载荷最大，那么所加载荷最大值为多少？值为多少？MPaMPaMPabsP400,240,20

13、0ABCD20ABCD1、拉断：采用强度极限、拉断：采用强度极限b44001010023mbmdNAmm.dm8172、CD杆不变形：采用屈服极限杆不变形：采用屈服极限 1202240nANsminmax2383312010100mmA213、在线弹性范围：采用比例极限、在线弹性范围：采用比例极限ABCDPANN.ANP32107152001041载荷不能超越载荷不能超越 15.7 kN22BCDFPxl 设横梁设横梁CF为刚性，为刚性，BC为铜杆，为铜杆，DF为钢杆，两杆长度分别为为钢杆，两杆长度分别为l1、 l2 ，横截面积为，横截面积为A1、 A2 ，弹性模量为，弹性模量为E1、 E2

14、，假设要求，假设要求CF一直坚持程度，试确定一直坚持程度，试确定x。坚持程度的含义是两根拉杆的变形量、即伸长坚持程度的含义是两根拉杆的变形量、即伸长量一样量一样2222211111lAElNAElNl23BCDPxlPF1N2Nxl对横梁做受力分析对横梁做受力分析两根拉杆均为二力杆两根拉杆均为二力杆O0OM012xNxlN21NxxlN22221111AElNAElN112221221AElAElAEllx245kN |N|max=5kNN2kN1kN1kN+ f20f20f10f10f30f302kN4kN6kN3kN113322做轴力图并求各个截面应力做轴力图并求各个截面应力25,P先要对

15、横梁做受力分析先要对横梁做受力分析ABCDBCFAxFAyFQ450AMBCFBCABCA21查型钢表查型钢表P36526P345知各杆知各杆 A 和和 各杆所答应的载荷轴力各杆所答应的载荷轴力利用各杆内力与系统载荷利用各杆内力与系统载荷P的关系对的关系对B做静力学分析做静力学分析B系统载荷系统载荷P27 知实心圆截面阶梯轴受力知实心圆截面阶梯轴受力P1 = 20KN， P2 = 50KN，AB段直径段直径d1 = 20mm，BC段直径段直径d2 = 30mm，求两段杆横截面的正应力。，求两段杆横截面的正应力。ABCP1P2 知某活塞杆直径为知某活塞杆直径为 D = 60mm，退刀槽直径为，退

16、刀槽直径为 d = 40mm，拉力，拉力 P 等于等于 300KN，求杆内，求杆内横截面最大正应力。横截面最大正应力。D退刀槽PP28 知：一个三角架，知：一个三角架，ABAB杆由两根杆由两根808080807 7等边角钢组成，横截面积为等边角钢组成，横截面积为A1A1，长度为长度为2 m2 m，ACAC杆由两根杆由两根1010号槽刚组成，横截面积为号槽刚组成，横截面积为A2A2，钢材为，钢材为3 3号钢，号钢，允许应力：允许应力： 求：答应载荷？求：答应载荷？MPa12029解：解：0yFsin300NABPFF0 xFcos300NABNACFF2sin30PNABPFFFcos301.7

17、32NACNABPFFF 2 2、计算答应轴力、计算答应轴力F查型钢表：查型钢表： 2217 .21286.10cmcmA22248.25274.12cmcmA1 1、对、对A A节点受力分析：节点受力分析：30由强度计算公式：由强度计算公式： AFmax,Nmax PFA2221.7 10120260NABFmmMPakN2225.48 10120306NACFmmMPakN3 3、计算答应载荷：、计算答应载荷： 126013022NABPFFkN2306176.51.7321.732NACPFFkN!2min,130PPPFFFkN31 起重吊钩的上端借螺母固定，假设吊钩起重吊钩的上端借螺

18、母固定，假设吊钩mm55d螺栓内径螺栓内径kN170F资料许用应力资料许用应力 160MPa试校核螺栓部分的强度。试校核螺栓部分的强度。 计算螺栓内径处的面积计算螺栓内径处的面积2223223754m)1055(4mmdAaMPmmAF6 .712375N1017023N 160aMP吊钩螺栓部分平安。吊钩螺栓部分平安。解：解：32 图示一托架，图示一托架，ACAC是圆钢杆，许用拉应力是圆钢杆，许用拉应力MPa160tkN60F，BCBC是方木杆，是方木杆， 试选定钢杆直径试选定钢杆直径d d？解：解：1 1、轴力分析。、轴力分析。并假设钢杆的轴力并假设钢杆的轴力为研讨对象。为研讨对象。C取结点取结点0yFN,sin0BCFF0 xFN,N,cos0BCACFF33N,2260 N108 N2sin23BCFkFk N,N,3coscos6