改 第二章精密机械零件的受力变形和应力分析.ppt

南京工程学院 第二章 零件的受力变形与应力分析 本章主要内容 2.1 零件的强度与刚度 构件抵抗破坏的能力。如断裂或塑性变形。 2.1.3 受力与变形 负载：作用在构件上的力。 2.1.3 受力与变形 按力与时间的关系：静载荷和动载荷 2.1.3 受力与变形 变形是物体受力后发生尺寸和形状的改变。 2.1.3 受力与变形 2.1.3 受力与变形 2.1.3 受力与变形 2.2 杆件的拉伸与压缩 1 内力 2.2 杆件的拉伸与压缩 1 内力 2.2 杆件的拉伸与压缩 2 应力 2.2.2 拉伸与压缩时的强度计算 拉（压）杆的强度条件 2.3 零件的剪切 2.3 零件的剪切 2.3 零件的剪切 切应力公式： 2.4 零件的扭转 2.4 零件的扭转 2.4.1 扭转内力和应力 2.4.1 扭转内力和应力 2.4.1 扭转内力和应力 2.4.1 扭转内力和应力 2.4.2 扭转强度和刚度计算 2.5 梁类零件的平面弯曲 2.5 梁类零件的平面弯曲 2.5 梁类零件的平面弯曲 弯曲变形的特点是: 杆件是直杆或曲率不大的杆，其截面至少有一个对称轴线。 2.5 梁类零件的平面弯曲 2.5.2 平面弯曲的内力与应力 2.5.2 平面弯曲的内力与应力 2.5.2 平面弯曲的内力与应力 2.5.2 平面弯曲的内力与应力 2.5.2 平面弯曲的内力与应力 梁弯曲变形的基本公式： 2.5.2 平面弯曲的内力与应力 2.5.3 梁类零件弯曲的强度计算 2.5.3 梁类零件弯曲的强度计算 提高梁强度的主要措施： 提高梁强度的主要措施： 提高梁强度的主要措施： 提高梁强度的主要措施： 本章小结 基本概念：强度、刚度、变形，弹性体等 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲的受力分析 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲的强度条件 拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲的强度计算 本章作业 2.5.1 梁类零件的类型 不同横截面的用途？ 2.5.1 梁类零件的类型 简支梁——它的特点是一端为固定的铰链支座，另一端是活动的铰链支座。 悬臂梁——它的特点是一端固定，一端自由。 外伸梁——它的特点也是用一个固定铰链支座和一个活动铰链支座支承的，不过梁的一端或两端是外伸的。 1 弯曲时的内力（剪力和弯矩） 求梁的内力的方法仍然是截面法。 F1 F3 F2 m m x F3 A B FA a FQ M F2 F1 FB FQ M 弯矩产生正应力(主要),剪力产生剪应力(次要,计算强度时忽略)。 纯弯曲 FQ = FA - F3 M = FA x - F3(x-a) 2 弯曲时的应力 弯曲变形特点： 横线仍为横线,但倾斜了某角度 纵线变为圆弧线，有的伸长，有的缩短，中间未变 横线仍垂直于纵线 2 弯曲时的应力 假设： ① 平面假设: 梁变形后的横截面仍保持平面，且与变形后的梁轴线正交。 ② 纵向纤维无挤压假设: 纵向纤维的变形只是简单的拉伸或压缩变形。 2 弯曲时的应力 梁横截面绕中性轴转动,中性层以上纤维缩短, 以下纤维伸长. 横截面上应力，中性层以上为压应力，中性层以下为拉应力。 由于变形的连续性，从伸长区到缩短区，中间必有一层纤维既不伸长也不缩短，这层纤维称为中性层。中性层与横截面的交线称为中性轴。 2 弯曲时的应力 式中：M——横截面上的弯矩； Iz——横截面对中性轴z的惯性矩； y——所求应力的点到中性轴z的距离。 由此可见，在相同弯矩下，EIz值越大，梁的弯曲程度就越小，所以EIz称为梁的抗弯刚度。 2 弯曲时的应力 最大正应力公式： 其中，Wz称为梁的抗弯截面模量，单位为m3或mm3，是与横截面尺寸、形状有关的几何量。 中性轴 中性轴穿越谁,谁的尺寸二三次方 弯曲强度条件： 三类弯曲强度计算问题: ① 强度校核；② 截面设计；③ 确定最大承受载荷。 抗拉强度条件 抗压强度条件 弯曲刚度条件： 合理安排梁的支承 1.降低最大弯矩数值的措施 1.降低最大弯矩数值的措施 合理布置载荷 2.合理选择梁的截面，用最小的截面面积得到大的抗弯截面模量。 形状和面积相同的截面，采用不同的放置方式。 2.合理选择梁的截面，用最小的截面面积得到大的抗弯截面模量。 面积相等而形状不同的截面，其抗弯截面模量不相同 。 面积相等时，工字钢和槽钢的抗弯截面模量最大，空心圆截面次之，实心圆截面的抗弯截面模量最小，承载能力最差。 * * 1．精密机械零件的强度与刚度 2．杆件的拉伸与压缩 3．机械零件的剪切 4．机械零件的扭转 5．梁类零件的平面弯曲 基本要求： 1) 掌握强度、刚度等基本概念 2)了解零件拉伸与压缩、