《工程力学复习》PPT课件.ppt

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1、1,工程力学下主讲教师 傅晓薇,办公室 中305办公电话 61591650-3手机 13521001863电子邮箱,2,1、固定铰支座有二个约束反力。,2、可动铰支座有一个约束反力。,RAY,3,公路桥梁板式可动支座,4,公路桥梁板式橡胶支座,5,公路桥梁板式橡胶支座,6,公路桥梁板式橡胶支座,7,8,3、固定端有三个约束反力。,9,固定支座,A,B,实际形状,工程实例,10,静力学,平面汇交力系平衡方程,平面力偶系平衡方程,11,静力学,12,静力学,三个独立方程，只能求出三个未知数。,13,静力学,解题步骤 1、选研究对象 2、画受力图（受力分析）3、选坐标、取矩点、列 平衡方程。4、解方

2、程求出未知数,14,静力学,注意问题 力偶在坐标轴上投影为零；力偶对任一点取矩恒为力偶矩。,解题技巧1、坐标轴选平行重合未知力；2、矩心选在未知力的交叉点；,15,静力学,例 已知：P=20kN,m=16kNm,q=20kN/m,a=0.8m 求：A、B的支反力。,解：研究AB梁,解得：,16,轴向拉伸和压缩,FN1,FN1,FN2,FN2,工程桁架实例：,受力简图,做A铰链受力分析,17,轴向拉压的概念：,（1）受力特点：作用于杆两端的外力合力作用线与杆轴线重合。（2）变形特点：杆沿轴线方向伸长或缩短。,轴向拉伸和压缩,18,外力和内力的概念,2.内力：外力作用而引起的物体内部各粒子之间相互

3、作用力。,1.外力：一个物体对另一个物体的相 互作 用力(荷载、约束反力)。,轴向拉伸和压缩,19,轴向拉伸和压缩,20,内力的确定截面法,1、截开欲求哪个截面的内力,就将杆从此 截面截开,杆分为两部分。,2、代替取其中一部分为研究对象,把移去部分对留下部分的作用力用内力代替。,3、平衡列出平衡方程，求内力的大小。,轴向拉伸和压缩,21,轴向拉压杆的内力,1.外力F,2.内力N(轴力),轴力的大小：（截面法确定）,截开代替，用内力“N”代替平衡，X=0,N-F=0,N=F,轴向拉伸和压缩,22,轴力的符号规定：原则根据变形,压缩压力，其轴力为负值。方向指向截面。,拉伸拉力，其轴力为正值。方向离

4、开截面。,轴向拉伸和压缩,23,轴力图：轴力沿轴线变化的图形,取坐标系,选比例尺,正值轴力画在X轴上侧,负值轴力画在X轴下侧。,反映轴力与截面位置变化关系；确定最大轴力的数值及其所在横截面的位置，确定 危险截面位置，为强度计算提供依据。,轴力图意义,轴向拉伸和压缩,24,例1 图示杆A、B、C、D点分别作用大小为5F、8F、4F、F 的力，画出杆的轴力图。,轴向拉伸和压缩,解：求OA段内力N1,25,轴向拉伸和压缩,26,轴力图,轴向拉伸和压缩,27,应力计算公式：,轴向拉压杆横截面上正应力计算公式,拉压杆应力分布规律均布,轴向拉伸和压缩,28,纵向变形：,杆件在轴向拉伸或压缩时，产生的主要变

5、形是沿着轴线方向的伸长或缩短。,轴向拉伸和压缩,横向变形,杆件在轴向拉压时，其横向尺寸也有缩小或增大。,29,轴向拉伸和压缩,纵向变形：,纵向线应变：,l：拉伸为正，压缩为负,：是无量纲量，其正负与l的正负一致,30,轴向拉伸和压缩,胡克定律：,可改写为胡克定律的另一种形式,31,(1)当各段的轴力为常量时,（2）使用条件：轴向拉压杆，弹性范围。,轴向拉压变形,32,安全因数、许用应力、强度条件,1、极限应力（危险应力、失效应力）：材料发生破坏或产生过大变形而不能安全工作时的最小应力值。（u）,2、许用应力：构件安全工作时的最大应力。,（其中n为安全系数值1）,轴向拉伸和压缩,说明工作应力,3

6、3,（1）、校核强度已知：F、A、求：,（2）、设计截面尺寸已知：F、求：A,解：,轴向拉伸和压缩,3、强度条件：,34,（3）确定外荷载已知：、A 求：F,解：,轴向拉伸和压缩,35,已知：三角架 ABC 的=120 MPa，AB 杆为 2 根 80*80*7 等边角钢，AC 为 2 根 10 号槽钢AB、AC 两杆的夹角为300。,求：此结构所能承担的最大外荷载 Fmax,轴向拉伸和压缩,36,材料在拉压时的力学性能,材料在外力作用下表现出的变形、破坏等方面的特性称材料的力学性能，也称机械性质。材料的力学性质通过试验测定，通常为常温静载试验。,37,试验机,材料的力学性能在材料试验机上进行

7、测试。,液压式试验机,38,拉伸试件两端粗，中间细的等直杆。,材料的拉压实验准备,圆形截面：L=10d;L=5d,矩形截面：L=11.3;L=5.65,39,压缩试件很短的圆柱型：l=(1.53.0)d方形截面：l=(1.53.0)b,40,弹性阶段；屈服阶段；强化阶段；局部变形阶段（颈缩阶段）。,p 比例极限e弹性极限,s 屈服极限,b 强度极限,材料在拉压时的力学性质,低碳钢拉伸,41,延伸率：,截面收缩率：,它们是衡量材料塑性的两个指标。,区分塑性材料和脆性材料：以常温静载下的大小。,塑性材料：延伸率5的材料。,脆性材料：延伸率5的材料。,42,其它塑性金属材料的拉伸曲线,合金钢20Cr

8、高碳钢T10A螺纹钢16Mn低碳钢A3黄铜H62,43,胡克定律,当应力不超过材料的比例极限时，应力与应变成正比,s=Ee,44,脆性材料的拉伸性能,特点：无屈服过程无塑性变形无塑性指标,分类：塑性材料 5%脆性材料 5%,45,强度指标(失效应力),脆性材料,塑性金属材料,材料的力学性能指标,46,断口分析及破坏机理浅析,塑性材料,脆性材料,47,低碳钢的压缩试验,弹性阶段，屈服阶段均与拉伸时大致相同。超过屈服阶段后，外力增加面积同时相应增加，无破裂现象产生。,试件：金属材料短圆柱 混凝土、石料立方体,48,铸铁的压缩试验,压缩的强度极限远大于拉伸的强度极限。破坏面大约为450的斜面（由最大

9、剪应力引起的）。塑性差。其它脆性材料压缩时的力学性质大致同铸铁，工程上一般作为抗压材料。,49,衡量材料力学性质的指标：p(e)、s、b、E、。,衡量材料强度的指标：s、b,材料在拉压时力学性能的主要指标,对于塑性材料，当应力达到屈服点应力s时，会产生显著的塑性变形，影响构件的正常使用。,对于脆性材料，当应力达到抗拉强度b或抗压强度 bc时，会发生断裂，丧失工作能力,50,许用应力与安全系数,塑性材料,脆性材料压,51,安全系数的确定,塑性材料：ns=1.2 2.5脆性材料：nb=2 3.5,材料素质（强度、均匀性、脆性）载荷情况（峰值载荷、动静、不可预见性)构件简化过程和计算方法的精确度构件的重要性,52,剪切,53,剪切概念,受力特点：作用于构件两侧面上的外力合力大小 相等，方向相反，且作用线相距很近。,变形特点：两力之间相邻截面发生相对错动。,剪切面：相对错动的面m面。,连接的实用计算,54,强度计算,1、剪切强度计算：,2、挤压强度计算：,3、板轴向拉伸强度计算：,连接的实用计算,