机械基础 作者 贺汉明 第二章.ppt

第二章 构件的承载能力分析 主编 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： 第一节　轴向拉伸和压缩 一、轴向拉伸和压缩的概念 工程实际中，产生轴向拉伸或压缩的杆件很多。如图2-1所示的自卸车上液压缸的活塞杆受到汽车箱体对它的压力，吊车上的起重绳受到重物对它的拉力。 图2-1　轴向拉伸和压缩实例a)自卸车　b)吊车 第一节　轴向拉伸和压缩 图2-2　拉压变形的受力和变形特点 受轴向拉伸或压缩的构件大多是等截面直杆(统称为杆件)，其受力情况可以简化如图2-2所示 第一节　轴向拉伸和压缩 图2-3　拉压直杆a)拉杆的受力特点　b) 压杆的受力特点 根据轴向拉伸和压缩的概念可以判断，图2-3a所示的三角架中的BC杆是轴向拉伸的直杆；图2-3b所示的三角架中的AB杆是轴向压缩的直杆。 第一节　轴向拉伸和压缩  二、轴力的概念与计算 (一)轴力的概念 杆件以外的物体对杆件的作用力称为杆件的外力。 (二)轴力的计算 1)轴力正负号的规定：当杆件受拉时，轴力为正；杆件受压时，轴力为负。 2)轴力的计算方法采用截面法。 第一节　轴向拉伸和压缩 3)轴力图：为了能够直观形象地表示各横截面轴力的大小，我们用平行于杆轴线的x坐标表示杆件横截面的位置，用与x垂直的坐标FN表示横截面上的轴力的大小，按照选定的比例，把轴力表示在x—FN坐标系中，描出轴力随着横截面位置变化的曲线，这样的图形称为轴力图。 通常两个坐标轴可省略不画，而将正值轴力画在x轴的上方，负值轴力画在x轴的下方。  第一节　轴向拉伸和压缩 三、拉(压)杆横截面上的应力和变形计算(一) 应力的概念 用相同外力拉伸两根材质相同但尺寸不同的杆件，为什么横截面小的杆件会比较容易变形？(二)应力的计算 *四、安全系数与强度校核材料丧失工作能力时的应力称为极限应力，以σ0表示。 (一) 强度校核 具体做法是根据载荷和构件尺寸确定出最大工作应力σmax，然后和构件材料的许用应力［σ］相比较，如果满足式（2?3）的条件，则构件有足够的强度，反之，则构件的强度不够。 第一节　轴向拉伸和压缩 (二) 设计截面尺寸 (三) 确定可载荷 第二节　剪切和挤压 一、剪切的概念 图2?10a所示为用销钉连接的两块钢板，当钢板受外力F作用的时候，钢板将外力传递到铆钉上，铆钉在这一对力的作用下，上下两部分将沿m—m截面有相对错动的趋势，当外力足够大的时候，铆钉将沿着m—m截面被截断。 图2-10　剪切实例 第二节　剪切和挤压 二、挤压的概念 连接件在发生剪切变形的，两构件在接触面上相互压紧，由于局部承受比较大的压力，会出现塑性变形，这种作用称为挤压。图2-11所示为图2-10在发生剪切变形时随之发生的挤压变形时候. 图2-11　挤压现象 第二节　剪切和挤压 图2-12　剪切计算 *三、剪切的实用计算 图2-12a所示是用铆钉连接的两块钢板，铆钉受到剪切的作用。现分析铆钉杆部的内力和应力。仍用截面法，将铆钉沿m—m截面假想地截开，分为上下两部分(图2-12b)。 第二节　剪切和挤压 *四、挤压的实用计算 在挤压面上，由挤压力引起的应力称为挤压应力，以σjy表示。 当接触面为平面时，挤压面积就是接触面积；当接触面为半圆柱面时，挤压面积为半圆柱体的正投影面积，如图2-13所示 图2-13　挤压面计算 第三节　扭转和弯曲 一、圆轴扭转的概念 扭转变形是杆件的基本变形形式之一。图2-14a所示的传动轴，图2-14b所示的水轮发电机的主轴. 图2-14　扭转实例 第三节　扭转和弯曲 *二、扭矩和扭矩图 (一)外力偶矩的计算 (二)圆轴扭转时的内力——扭矩 (三) 扭矩符号的规定 为了使取左段和取右段计算得到的同一个横截面上的扭矩相一致，通常采用右手螺旋法则规定扭矩的正负，以右手手心握着轴，四指沿扭矩的方向弯曲，拇指的方向离开截面，扭矩为正，反之为负，如图2?16所示。 第三节　扭转和弯曲 图2-15　扭转的计算 现以图2-15a所示受扭转变形圆轴为例，假想地将圆轴沿着任意横截面1-1切开，并取左半部分为研究对象(图2-15b)。 第三节　扭转和弯曲 图2-16　扭转方向规定 第三节　扭转和弯曲 (四)扭矩图 为了显示整个轴上各个横截面上扭矩的变化规律，以便分析最大的扭矩所在的截面位置。 三、直梁弯曲的基本概念(一)弯曲的概念 工程结构