材料力学2摘要.ppt

例2.25 冲床的最大冲压力F=400kN,冲头材料的许用压应力 [?]=440MPa,钢板的剪切强度极限?u=360MPa,试求冲头能冲剪 的最小孔径d和最大的钢板厚度 ? . 冲头 ? d 钢板 冲模 F §2-13 剪切和挤压的实用计算 F 解：（1）冲头为轴向压缩变形 d=34mm 冲头 ? d 钢板 冲模 F 剪切面 F §2-13 剪切和挤压的实用计算 F 解： （2）由钢板的剪切破坏条件 δ=10.4mm 冲头 ? d 钢板 冲模 F 剪切面 F §2-13 剪切和挤压的实用计算 小结 1.轴力的计算和轴力图的绘制 2.典型的塑性材料和脆性材料的主要力学性能 及相关指标 3.横截面上的应力计算，拉压强度条件及计算 4.拉（压）杆的变形计算，桁架节点位移 5.拉压超静定的基本概念及超静定问题的求解方法 目 录 6.剪切变形的特点,剪切实用计算,挤压实用计算 * * * * * * * * * * * * * * * * * 例2.20 两铸件用两根钢杆 1. 2 连接,其间距为 l =200mm. 现要将制造得过长了?e=0.11mm的铜杆 3 装入铸件之间,并保持三根杆的轴线平行且等间距 a,试计算各杆内的装配应力. 已知：钢杆直径 d=10mm,铜杆横截面积为20?30mm的矩形,钢的弹性模量E=210GPa,铜的弹性模量E3=100GPa. 铸件很厚,其变形可略去不计,故可看作刚体. A B C 1 2 a a B1 A1 C1 l 3 C1 C ?e §2.11 温度应力和装配应力 （1）变形几何方程为 l 3 C1 ?e C ?l3 A B C 1 2 B1 C1 A1 ?l1 ?l2 = §2.11 温度应力和装配应力 a a x （3）补充方程 （4）平衡方程 （2）物理方程 C A B FN3 FN1 FN2 联立平衡方程与补充方程求解,即可得装配内力，进而求出装配应力. §2.11 温度应力和装配应力 * 已知： 三杆长为 l , 截面积、材料均相 同，中间杆短于名 义长度， 加工误差 为 d= l / 2000。E= 200GPa. 求：装配应力。 例 2.21 (书例 2. 13) §2.11 温度应力和装配应力 解： 分析变形。 (1) 静平衡方程 取螺栓，受力如图。 (2) 变形协调方程 §2.11 温度应力和装配应力 FN1 FN2 FN1 * (3) 物理关系 联立解得: FN1 FN2 FN1 §2.11 温度应力和装配应力 由于截面尺寸的突然变化，使截面上的应力分布不再均匀，在某些部位出现远大于平均值的应力，这种现象称为应力集中。 理论应力集中系数 §2.12 应力集中的概念 * 应力集中的影响 静载荷时 塑性材料 —— 产生屈服后，应力重新分配。 应力趋于平均。 这种情况下，可不考 虑应力集中的影响。 §2.12 应力集中的概念 * 静载荷时 脆性材料 —— 应力集中部位的应力首先达 到强度极限而破坏。 应力集中的危害严重。 灰口铸铁 —— 内部缺陷是产生应 力集中的主要因素，外形变化是 次要因素。 §2.12 应力集中的概念 * 动载荷时 在交变应力或冲击载荷作用下，应力集中对 塑性材料和脆性材料的强度都有严重影响。 塑性材料－在交变应力作用下，应力集中部 位首先产生疲劳裂纹而产生疲劳破坏。 §2.12 应力集中的概念 解：如图所示：角度改变 z y x 450 450 A C B D 一、基本概念和实例 1.工程实例 （1） 螺栓连接 （2） 铆钉连接 F F 螺栓 F F 铆钉 F F 铆钉 §2-13 剪切和挤压的实用计算 m 轴 键 齿轮 （3） 键块联接 （4） 销轴联接 F F A B d d d1 d1 §2-13 剪切和挤压的实用计算 n n （合力） （合力） F F 2.受力特点 以铆钉为例 构件受两组大小相等、方向相反、作用线相互很近的平行力系作用. 3.变形特点 构件沿两组平行力系的交界面发生相对错动. §2-13 剪切和挤压的实用计算 4.连接处破坏三种形式: （1）剪切破坏 沿铆钉的剪切面剪断，如沿n-n面剪断 . （2）挤压破坏 铆钉与钢板在相互接触面上因挤压而使溃压连接松动，发生破坏. （3）拉伸破坏 钢板在受铆钉孔削弱的截面处， 应力增大，易在连接处拉断. F n n FS 剪切面 n n （合力） （合力） F F §2-13 剪切和挤压的实用计算 m m F 剪切面 FS 二、剪切的应力分析 1.内力计算 FS - 剪力 F F m m