工程力学 教学课件 作者 樊爱珍 主编 翟芳婷 副主编 15 拉压应力强度.ppt

尚辅网 尚辅网 课堂练习： 课堂练习： 课堂练习： 作 业 *课 件 工 程 力 学 工 程 力 学 尚辅网 第四章 轴向拉压应力及强度 尚辅网 主要内容 一、轴向拉压杆件横截面上的应力； 二、拉压杆件的强度条件； 三、拉压杆件强度三类问题计算。 尚辅网 1、应力概念： 把内力在截面上分布的密集程度称为应力。分为两种：垂直于截面的应力称为正应力σ，平行于截面的应力称为切应力τ。 Pa（帕），工程上单位有千帕、兆帕、吉帕。 1GPa=103MPa=106kPa=109Pa， 1MPa= 103Pa 2、应力单位： 一、轴向拉压杆件横截面上的应力 尚辅网 正应力均匀分布在横截面上 σ= FN /A 3、应力计算： F σ FN F F m m 图1 尚辅网 例1、已知：杆件横截面面积A=200mm2，F=20kN，求杆各段应  力以及最大应力。 F F x FN F 解：1、画轴力图 2、分段求应力 两个外力将杆分为一段 A B 图2 尚辅网 图13 重 难 点 杆件受到轴向拉压作用，先分段画轴力图，再求各段应力，然后确定轴上最大应力。 F F F A B D F l l l C 尚辅网 例2、已知：杆件横截面面积A1=200mm2， A2=100mm2 ， F=20kN，求杆各段应力以及最大应力。 F F x FN 解：1、画轴力图 2、分段求应力 两个外力将轴力分为两段 A B C AB段: BC段: l l 分两段求应力 最大应力: F A1 A2 图3 尚辅网 拉压杆的强度条件 为了保证拉（压）杆安全可靠地工作，杆横截面上的最大工作应力不超过许用应力，即 ? max=F N /A ≤ [σ] 二、轴向拉压杆件的强度条件 利用强度条件可以解决三类问题： 1、校核强度 2、选择杆件横截面尺寸 3、确定许可载荷 尚辅网 F F x FN 2F F F 解：1、画轴力图 2、分段求应力 三个外力将杆分为两段 A B C AB段: BC段: 例3、已知杆件横截面面积A=400mm2，[? ]= 200MPa，F=40kN， 求杆各段应力、最大应力以及强度计算。 所以强度足够 最大应力: 3、强度计算: l l 三、轴向拉压杆件强度三类问题计算 图4 尚辅网 例4、已知：杆件横截面面积A1=400mm2， A2=200mm2 ， F=40kN，  [?]=200MPa ，求杆各段应力、最大应力以及强度计算。 2F F x FN F 2F F A B C 解：1、画轴力图 2、分段求应力 三个外力将杆分为两段 AB段: BC段: ≤[ ] 所以强度足够 最大应力: 强度计算: l l A1 A2 图5 尚辅网 例5、已知：杆件横截面面积A1=400mm2， A2=200mm2 ， F=40kN，  [ ? ]=420MPa ，求杆各段应力、最大应力以及强度计算。 2F F x FN F 2F F A B D 解：1、画轴力图 2、分段求应力 三个外力将杆分为三段 AB段: BC段: ≤[ ] 所以强度足够 最大应力: 3、强度: C CD段: 2l l l A1 A2 图6 尚辅网 图7 重 难 点 应力计算原则：按照轴力的不同和截面面积的不同分段计算。 F D l l C F F A B l 尚辅网 27kN 62kN B A C D A1 A2 x FN 27kN -35kN 解：1.画轴力图 2.求最大应力 3.强度计算 强度满足。 例6 、变截面直杆受力如图，已知：A1=400mm2, A2=300mm2, [? ]=100MPa, 试校核杆件的强度。 图8 35kN 尚辅网 F F b h 例7、图示钢拉杆受轴向载荷F=40kN，材料的许用应力[? ]=100MPa， 横截面为矩形，其中h=2b，试设计拉杆的截面尺寸h、b。 解： 求拉杆的轴力。 FN = F = 40kN 则：拉杆的最大应力为： 所以： b= 15mm h= 30mm 图9