机械基础——第三章第三节 杆件的应力及强度计算.ppt

* 复习提问 1、轴向拉压时的内力是轴力，轴力的正负是如何规定的？ 轴力离开截面为正，反之为负。计算时先以正向假设。 复习提问 2、轴扭转时的内力是什么？内力的正负号如何确定？ 指向截面 离开截面 _ + 扭转轴的内力称为扭矩，用T表示。 正负用右手螺旋定则确定。 T T 计算时先以正向假设。 复习提问 3、梁弯曲时的内力是什么？内力的正负号如何确定？ 弯曲内力有两类：剪力和弯矩 剪力与截面平行，用FQ表示。 FQ 弯矩作用面在纵向对称面内用M 表示。 M 剪力与弯矩正负号规定：根据截面在所取梁段的左右，剪力左上右下为正，弯矩左顺右逆为正。计算时先以正向假设。 复习提问 4、截面法求内力的要点是什么？ 截、取、画、求 截：在需求内力处截开； 取：取其中的一段为研究对象； 画：画研究对象的受力图； 求：列平衡方程，求内力。 第三节　杆件的应力及强度计算 一、应力 F F F F 内力分布的密集程度称为应力，即单位面积上的内力。 相同材料制成的同样质量的两根杆，受到同样大小的拉力F作用，如拉力F足够大，哪根杆将先被拉断？ 思考：杆件的强度跟什么有关？ 第三节　杆件的应力及强度计算 一、应力 内力分布的密集程度称为应力，即单位面积上的内力。 应力的国际单位是帕斯卡，简称帕，符号“Pa”。 1Pa=1N/m2 内力有时还会用千帕（kPa）、兆帕（MPa）及吉帕（GPa）为单位。 1MPa=106Pa 1GPa=109Pa 1kPa=103Pa 二、杆件的强度计算 （一）拉伸与压缩的强度计算 1、拉伸与压缩杆件截面上的正应力 正应力用σ表示。 σ是希腊字母，英文sigma，汉语译音为“西格玛”。 σ —— 横截面上的正应力，MPa； FN —— 横截面上的轴力，N ； A —— 横截面的面积，mm2。 2、强度计算 杆件的最大工作应力不超过材料在拉伸与压缩时的许用应力。 式中FN和A为危险截面上的轴力和横截面积。 例3-4　某铣床工作台进给油缸如图所示，缸内工作油压p＝2MPa，油缸内径D＝75mm，活塞杆直径d＝18mm，已知活塞杆材料的许用应力[σ]＝50MPa，试求校核活塞杆的强度。 解：（1）活塞的轴力： 例3-4　某铣床工作台进给油缸如图所示，缸内工作油压p＝2MPa，油缸内径D＝75mm，活塞杆直径d＝18mm，已知活塞杆材料的许用应力[σ]＝50MPa，试求校核活塞杆的强度。 解：（1）活塞的轴力： （2）强度条件校核： 所以，活塞杆的强度足够。 思 考 题 P.76 3 （二）剪切与挤压强度计算 1、剪切强度 设剪切面的面积为A，剪力为FQ，则剪切面上的剪应力τ为: 式中：τ——横截面上的剪应力，单位MPa； FQ——横截面上的剪力，单位N； A——横截面的面积，单位mm2。 为了保证杆件发生剪切变形时安全可靠，要求剪应力τ不超过材料的许用剪应力 [τ]。 式中许用剪应力 [τ]，可以从有关手册中查到，也可按下列近似的经验公式确定： 塑性材料：[τ]＝(0.6～0.8)[σ] 脆性材料：[τ]＝(0.8～1.0)[σ] 2、挤压强度条件 挤压应力：由挤压力产生的应力。 设挤压力为Fjy，挤压面积为Ajy，则挤压应力为： 式中：σiy——平均挤应力，单位MPa； Fjy——受压处的挤压力，单位N； Ajy——挤压面积，单位mm2。 为了保证联接件具有足够的挤压强度而正常工作，其强度条件为： 例：如图所示，拖车挂钩靠销钉连接。已知挂钩部分的钢板厚度δ＝8 mm，销钉材料的许用剪切应力[τ]＝60 MPa，许用挤压应力[σiy]＝100 MPa， 拖力F＝15 KN。试设计销钉的直径d。 拖车挂钩 例：如图所示，拖车挂钩靠销钉连接。已知挂钩部分的钢板厚度δ＝8 mm，销钉材料的许用剪切应力[τ]＝60 MPa，许用挤压应力[σiy]＝100 MPa， 拖力F＝15 KN。试设计销钉的直径d。 解：（1）按剪切强度计算： FQ FQ F 销钉的横截面积 由剪切强度公式 例：如图所示，拖车挂钩靠销钉连接。已知挂钩部分的钢板厚度δ＝8 mm，销钉材料的许用剪切应力[τ]＝60 MPa，许用挤压应力[σiy]＝100 MPa， 拖力F＝15 KN。试设计销钉的直径d。 解：（1）按剪切强度计算： 销钉的横截面积 由剪切强度公式 （2）按挤压强度计算 由挤压强度公式 例：如图所示，拖车挂钩靠销钉连接。已知挂钩部分的钢板厚度δ＝8 mm，销钉材料的许用剪切应力[τ]＝60 MPa，许用挤压应力[σiy]＝100 MPa， 拖力F＝