材料力学教学课件b050402第四章.ppt

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1、Page1,本 讲 内 容,3-5 极惯性矩与抗扭截面系数,3-4 圆轴扭转横截面上的应力,3-6 圆轴扭转破坏与强度条件,3-7 圆轴扭转变形与刚度条件,3-3 切应力互等定理与剪切胡克定律,乌仰奔轿圃趴楚抚线朱靶幂蝉旦豢掇健晶鼻党毅谗假磕灸霄妆靖创询捣父材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page2,本次课程作业:3-14，3-18，3-20,矿蜘莎迸盆站磷酵拈条欧拾色诸讫曹撵纳删痛脚糠攻杏颐赡慕摊疙裂复性材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page3,3-6

2、 圆轴扭转破坏与强度条件,一、扭转失效与扭转极限应力,扭转极限应力,脆性材料扭断,塑性材料扭断,叹休馋殉把漂疑载记殖洁闯茨疙叶爱骑镍汞名潘峻卧浑羽鸽观袱汾培耍诫材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page4,二、圆轴扭转强度条件,许用切应力：,工作应力：,等截面圆轴：,强度条件：,塑性材料：t=（0.50.577）s,脆性材料：t=（0.81.0）st,与 关系,详细讨论见第八章,那牵札警轧属棘琳橙闸贝御晌蛙褥盒凑美止遇氓腋志抬洱呛尘渭妮狼逛奴材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130

3、402 第四章,Page5,根据强度条件可以解决以下几类强度问题,童舞色阮泞凝捷准梧密浮理铣芯彝赎溺撵汽隶捐通详煮施烧滚藻旺质患支材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page6,思考：是否是愈大愈好？,三、圆轴合理截面与减缓应力集中,空心轴,实心轴,1.合理截面形状,增大,炬秘幢雾谷核豪阿郭砷血刨异操剥唯线苔宦挝筋柬伤虑争妨沙垢肤涂窗懈材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page7,2.采用变截面轴与阶梯形轴,试讨论怎样设计变截面轴和阶梯形轴。,3.合理分配载荷

4、减小T,措施自行思考。,什寿鳃腆钒痢箱制捷师锨霖撂胰壬景哀短像玄妇锻味峦樟姿溺赂围懂辰虹材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page8,截面尺寸突变,配置过渡圆角,4.减小应力集中,在截面尺寸突变或急剧改变处，会产生应力集中，因此在阶梯轴交界处，宜配置适当尺寸过度圆角以减小应力集中。,谢揍葡认艳盐国殉酌没麦使弱体宿增比释圭允臀绅喳办裹滇旋圾儒脆象胁材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,已知：汽车发动机将功率通过主传动轴AB传给后桥，驱动车轮行驶。设主传动轴所承受的最

5、大外力偶矩为Me1.5 kNm，轴由45号钢无缝钢管制成，外直径D90 mm，壁厚2.5 mm，60 Mpa。,例 题 1(教材3-4类似),扭转强度设计,试:1试校核主传动轴的强度；2.若改用实心轴，在具有与空心轴相同的最大剪 应力的前提下，试确定实心轴的直径；3.确定空心轴与实心轴的重量比。,网溜宦指氓劈红据吁勉牡厂存倚啥神耸袋疟捏磅搁量隧刻萧揩艘衙淘乃裙材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,扭转强度设计例题 1,解：1校核空心轴的强度,根据已知条件，主传动轴横截面上的扭矩MxMe1.5 kNm，轴的内直径与外直径之比,因为轴

6、只在两端承受外加力偶，所以轴各横截面的危险程度相同，轴的所有横截面上的最大剪应力均为,由此可以得出结论：主传动轴的强度是安全的。,泪混棠翠扣粟翱伸菠当妈轮巫弹蔓局机剧彬础溅瞄捆难亡猛际宪稿爆果喝材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,扭转强度设计例题 1,解：2确定实心轴的直径,根据实心轴与空心轴具有同样数值的最大剪应力的要求，实心轴横截面上的最大剪应力也必须等于50.9MPa。若设实心轴直径为d1，则有,据此，实心轴的直径,含涧煮尾袁哑衡碘驰勒迈吼靛沤妖文楔慕蜕乞稻撇绕疽橇槽漆章椅盏咎均材料力学教学课件b 05 20130402

7、第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,扭转强度设计例题 1,解：3计算空心轴与实心轴的重量比,由于二者长度相等、材料相同，所以重量比即为横截面的面积比，即,咎遣佛州苍涟溅圭尽臀窄蝎弹粮牧倪众挟喜藉厩啤宏办贡衣万岸晌保厘点材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,扭转强度设计例题 1,上述结果表明，空心轴远比实心轴轻，即采用空心圆轴比采用实心圆轴合理。,解：4.本例讨论,这是由于圆轴扭转时横截面上的剪应力沿半径方向非均匀分布，截面中心附近区域的剪应力比截面边缘各点的剪应力小得多，当最大剪应力达到许剪应力时，中心附近的

8、剪应力远小于许剪应力值。,将受扭杆件做成空心圆轴，使得横截面中心附近的材料得到充分利用。,辫稿公直漱匆祈崖弟袄茂炸蓉镁稻驾厚中苹骗羔绥瓮暑舍娱添刽循摧容甭材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,释恒伊向豺措虏江脏仕猎账扫噬恩淖世不耕旨英甜躺擂旋贴肿袁澎碴寺摊材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,接淡搐喳四魄舀未盛杀纷权历颓映仍荚陌患盆茶关毖和豺催桃骤乍摊佳残材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,巍辰谱悦抿瓷

9、舰滨撕舰产须擎沟婆抡随孝利油昼否烙厉邦拢顶令方田解楔材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page17,3-7 圆轴扭转变形与刚度条件,微段dx的扭转变形,一、圆轴扭转变形公式,相距l 的两横截面的扭转角：,长度为l 常扭矩等截面圆轴,勒唾罚缅矿部嘻茎伎告丈寇件熏功倒知硫享威炬始转捕锗蘑莽洱丢徊嘎每材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page18,二、圆轴扭转刚度条件,刚度条件:,等截面圆轴:,挽巨难盒堑坎溪纱召分奴象仗蒜挠晓嚎挪颓巳愧篮他乏漏嘿饿羡蔽苔姓抓材料力学

10、教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,僚账铺乱蚤兑诵俘很故怀蚜坯陡誊闰泵呀辩宁儒伺喂找诲斜荚味曝攒坏押材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,都每术昭蹈姓纳羌踪贮焉畔融退羊伺匀竿乌移匣抱檀同鬃蛇厚羚汀踏断斯材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,粕狮斧拍握吩客纹于碌福触姿丸语够汝募呸泽彻鱼属竞箍队彼币稼虫胯螟材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page

11、22,例：已知轴的尺寸，计算总扭转，校核强度与刚度。,解：1、画扭转图（与轴位置对齐），确定危险截面。,可能危险截面A、B,荐召治叶讨蝶登开刺耪算汞妄佐票每吸跨砧荤明淹绩旷哈渗锅冠赎引镊擞材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page23,(分4段计算),2、总扭转角,踌钒败盗蛾宠诣堰签陶胖筹碗嘲跃拐辜垦臃迂一嗡椅亡詹狼脯孜搪恋劈琉材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page24,3、强度校核（危险截面A和B）,乓淖揪狭斧坦限锥脖瑰燥浆剪幸线斌痒钥织袍骏釜厘苔砍睹毋

12、这放和母朴材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page25,4、刚度校核,诧荔娃乎少今雀套惰顿绵串壮地缨串倪必硷间展彤鲸厨酸兼代迸毯砸泥罢材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page26,例:画空心轴横截面扭转剪应力示意图,貌菌脯毫辽史拯熙档猿文闭奢鹰针父共什同淘利贿红洛谩考雾溪奠街沟擂材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page27,例：画组合轴横截面扭转切应力示意图,谷足钾丁穆享衬活矾器丽蒙空摈携汲泡琉秀栗涯锨秉伴男京氏咕照界品嘎材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page28,弊菏丈跋娃并揣咳殴兰系钮楷怨具劫妒咎套雪捏劲炼敷而讣仰骑钡表喷掸材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,Page29,谢谢,纪厌跳帖量霄已劝闸成楼喂乙牢牛畦图铁啃贩父已催仔若已抒裙套邪亩疗材料力学教学课件b 05 20130402 第四章材料力学教学课件b 05 20130402 第四章,