第八章2强度理论.ppt

小 结 三角支撑结构，由Q235钢制成,横梁AB为14号工字钢, l=1m，许用应力[s]=160MPa, E=210GPa.斜撑杆CD为空心圆截面等直杆，其外径D=45 ,内径d=35, [ncr]=3 . B点垂直位移w=1/250 .试确定该结构所能承受的最大载荷。 * l l C B A D 450 F 解 (1)结构受力分析。 CD杆轴向受压，AB段拉伸和弯曲组合变形。 (2)根据横梁强度确定许用载荷。 I14： * l l C B A D 450 F F F 2F 2.828F l000F M 2F FN ，CD杆为中柔度杆 （3）根据撑杆的稳定条件确定许用载荷。 CD杆长 惯性半径 * C D 2.828F 2.828F （4）根据B点的位移条件确定许用载荷。 B点的挠度为 CD杆压缩变形 综合以上结果结构所能承受的最大载荷为 * l l C B A D 450 F wB1 l l C B A D 450 F C〞 C′ wB2 一、合理安排杆件的受力情况 目的：减小最大内力数值 * 第七节 提高杆件承载能力的措施 Me Me/2 _ Me/2 Me/2 + _ F l/2 l/2 Fl/4 F/2 F/2 l/4 l/4 l Fl/8 二、选用合理的截面形状 目的：减少应力较小处的材料 1. A 一定，增加 Iz、 IP * 弯曲： ，增加 Iz，可减小最大正应力。 ，增加 IP，可减小最大切应力。 扭转： q l ql2/8 + q l 0.2l 0.2l ql2/40 ql2/50 ql2/50 z y z y z y z y z y 2. 采用变截面杆件 3.对拉压强度不等的材料，采用上下不对称截面 * 使WZ和M（x）以相同规律变化，可实现等强度设计。 稳定临界载荷： 各方向约束相同，选取 I 大的对称截面，约束不同，让约束弱的面内 I 大 。 80 20 120 20 z zc 52 2.5kN.m 第五节 第六节 第七节 提高杆件承载能力的措施 本章重点 1.基本变形状态下杆件强度、刚度计算 2.压杆稳定性计算 3.强度理论和设计准则 4.组合变形状态的强度计算 * 第八章 杆类构件静力学设计 复杂应力状态下的强度理论和设计准则 组合变形状态的强度刚度计算和综合举例 拉压 弯曲 正应力强度条件 剪切 扭转 切应力强度条件 1. 杆件基本变形下的强度条件 一、 问题的提出 杆件基本变形下应力的特点：（1）应力状态简单； （2）许用应力可通过简单实验确定。 * 第五节 复杂应力状态下的强度理论和设计准则 满足 强度安全？ 2. 杆件复杂变形下建立强度条件遇到的问题 E * 强度理论:研究构件在复杂应力状态下如何建立强度条件。 二、构件由于强度不足产生的两种失效形式 (1) 脆性断裂—— 关于屈服的强度理论：最大切应力理论和形状改变比能理论。 (2) 剪切破坏—— 强度理论：构件失效的原因的假说。 意义：无论何种应力状态，也无论何种材料，只要失效形式相同，则失效原因就相同的，从而可由简单应力状态的实验结果，来建立复杂应力状态的强度条件。 * 关于断裂的强度理论：最大拉应力理论和最大伸长线应变理论。 塑性屈服（流动）和剪断：最大切应力引起的破坏，例如低碳钢拉、扭，铸铁受压。 材料无明显的塑性变形即发生断裂，断面较粗糙，且多发生在垂直于最大正应力的截面上，如铸铁受拉、扭，低温脆断等。 1. 最大拉应力理论（第一强度理论） 最大拉应力是材料发生脆性断裂的破坏因素，无论在何种复杂的应力状态下，只要构件内一点处的s1达到极限值su , 材料就会发生脆断。 su——极限拉应力，由单向拉伸实验测得。 su = sb 许用拉应力 [s] =sb/n 第一强度理论强度条件： 断裂条件 s1 = sb 铸铁拉伸 铸铁扭转 * 2. 最大伸长拉应变理论（第二强度理论） 最大拉应变是材料发生脆性断裂的破坏因素。无论材料处于什么应力状态,只要构件内一点处的e1达到极限值eu , 材料发生脆性断裂。 构件危险点的最大伸长线应变 eu——极限拉应变，由单向拉伸实验测得。 断裂条件 许用拉应变 第二强度理论强度条件： 混凝土或石料等脆性材料轴向受压时，如在试验机与试块的接触面上添加润滑剂，则试块沿垂直于压力的方向开裂，与这一理论相符。 * 最大切应力是材料发生屈服的破坏因素。无论材料处于什么应力状态,只要构件内一点处的τmax达到极限值τu , 材料发生屈服。 3. 最大切应力理论（第三强度理论） 构件危险点的最大切应力 tu——极限切应力，由塑性材料单向拉伸实验测得