第8章杆件的应力与强度计算ppt课件.ppt
1,第8章 杆件的应力与强度计算,目 录,2,第8章 杆件的应力与强度计算,目录,目 录,8.1 拉压杆的应力8.2 材料拉压时的力学性能8.3 许用应力、安全因数和强度条件8.5 圆轴扭转切应力 强度条件8.6 梁的弯曲正应力 正应力强度8.7 梁的弯曲切应力 切应力强度8.8 梁的合理强度设计,3,2-1,目 录,教学目标1.了解材料的力学性能2.掌握四种基本变形的应力计算公式3.熟练运用强度条件进行强度校核、设计截面和确定许可荷载,第8章 杆件的应力与强度计算,4,8.1 拉压杆的应力,横截面上的应力,杆件的强度不仅与轴力有关，还与横截面面积有关。必须用应力来比较和判断杆件的强度。,2-3,目 录,5,横截面上的应力,目 录,8.1 拉压杆的应力,6,横截面上的应力,目 录,8.1 拉压杆的应力,7,横截面上的应力,目 录,8.1 拉压杆的应力,8,横截面上的应力,目 录,8.1 拉压杆的应力,9,横截面上的应力,该式为横截面上的正应力计算公式。正应力和轴力FN同号。即拉应力为正，压应力为负。,圣维南原理,目 录,8.1 拉压杆的应力,10,横截面上的应力,目 录,8.1 拉压杆的应力,11,例题,图示结构，试求杆件AB、CB的应力。已知 F=20kN；斜杆AB为直径20mm的圆截面杆，水平杆CB为1515的方截面杆。,解：1、计算各杆件的轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点B为研究对象,45,目 录,8.1 拉压杆的应力,12,2、计算各杆件的应力。,目 录,8.1 拉压杆的应力,13,8.1.2 斜截面上的应力,和值随斜截面方位角的变化规律,2-11,目 录,14,8.1.2 斜截面上的应力,切（剪）应力互等定理：在两个互相垂直的截面上，切应力必然成对出现，其数值相等，方向为共同指向或背离此两垂直面的交线,2-11,目 录,15,8.1.3 应力集中的概念,常见的油孔、沟槽等均有构件尺寸突变，突变处将产生应力集中现象。即,称为理论应力集中因数,1、形状尺寸的影响：尺寸变化越急剧、角越尖、孔越小，应力集中的程度越严重。,2、材料的影响：,应力集中对塑性材料的影响不大；,应力集中对脆性材料的影响严重，应特别注意。,2-11,目 录,16,8.2 材料拉压时的力学性能,力学性质：在外力作用下材料在变形和破坏方面所表现出的力学性能,一 试件和实验条件,常温、静载,2-4,目 录,17,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,目 录,18,二 低碳钢的拉伸,目 录,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,19,明显的四个阶段,1、弹性阶段ob,比例极限,弹性极限,2、屈服阶段bc（失去抵抗变形的能力）,屈服极限,3、强化阶段ce（恢复抵抗变形的能力）,强度极限,4、局部径缩阶段ef,目 录,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,20,两个塑性指标:,断后伸长率,断面收缩率,为塑性材料,为脆性材料,低碳钢的,为塑性材料,目 录,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,21,三 卸载定律及冷作硬化,1、弹性范围内卸载、再加载,2、过弹性范围卸载、再加载,即材料在卸载过程中应力和应变是线形关系，这就是卸载定律。,材料的比例极限增高，延伸率降低，称之为冷作硬化或加工硬化。,目 录,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,22,四 其它材料拉伸时的力学性质,对于没有明显屈服阶段的塑性材料，用名义屈服极限p0.2来表示。,目 录,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,23,对于脆性材料（铸铁），拉伸时的应力应变曲线为微弯的曲线，没有屈服和径缩现象，试件突然拉断。断后伸长率约为0.5%。为典型的脆性材料。,bt拉伸强度极限（约为140MPa）。它是衡量脆性材料（铸铁）拉伸的唯一强度指标。,目 录,8.2.1 材料拉伸时的力学性能,24,8.2.2 材料压缩时的力学性能,一 试件和实验条件,常温、静载,2-5,目 录,25,二 塑性材料（低碳钢）的压缩,屈服极限,比例极限,弹性极限,拉伸与压缩在屈服阶段以前完全相同。,E-弹性摸量,目 录,8.2.2 材料压缩时的力学性能,26,三 脆性材料（铸铁）的压缩,脆性材料的抗拉与抗压性质不完全相同,压缩时的强度极限远大于拉伸时的强度极限,目 录,8.2.2 材料压缩时的力学性能,27,目 录,8.2.2 材料压缩时的力学性能,28,8.3 许用应力、安全因数和强度条件,一 安全系数和许用应力,工作应力,塑性材料的许用应力,脆性材料的许用应力,2-6,目 录,n 安全系数 许用应力。,29,二 强度条件,根据强度条件，可以解决三类强度计算问题,1、强度校核：,2、设计截面：,3、确定许可载荷：,目 录,8.3 许用应力、安全因数和强度条件,30,例题,AC为50505的等边角钢，AB为10号槽钢，=120MPa。求F。,解：1、计算轴力。（设斜杆为1杆，水平杆为2杆）用截面法取节点A为研究对象,2、根据斜杆的强度，求许可载荷,查表得斜杆AC的面积为A1=24.8cm2,目 录,8.3 许用应力、安全因数和强度条件,31,3、根据水平杆的强度，求许可载荷,查表得水平杆AB的面积为A2=212.74cm2,4、许可载荷,目 录,8.3 许用应力、安全因数和强度条件,32,小结,目 录,33,目 录,作业,
