《工程力学》第8章-轴向拉伸与压缩.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 例 8-4 图示桁架,结构左右对称,杆3比设计尺寸短d , 装配后将引起应力。试建立应力分析的平衡与补充方程。 解： 画变形图 画受力图 ? 建立平衡与补充方程 ? 在静不定杆系结构中, 各杆或各杆段的轴向变形必须服从变形协调条件,杆长制造误差一般将引起应力, 称为初应力 §9 连接部分的强度计算 ? 连接实例 ? 剪切与剪切强度条件 ? 挤压与挤压强度条件 ? 例题 * ? 连接实例 * 耳片 销钉 螺栓 * ? 剪切与剪切强度条件 * 以耳片销钉为例介绍分析方法 * 剪切强度条件： [t ] -许用切应力 假设：剪切面上的切应力均匀分布 剪切面 切应力公式： ? 挤压与挤压强度条件 * 挤压破坏－在接触区的局部范围内，产生显著塑性变形 挤压应力－挤压面上的应力 耳片 销钉 挤压面－连接件间的相互挤压接触面 几个概念 * 挤压破坏实例 * 挤压强度条件 [sbs] - 许用挤压应力 最大挤压应力 d d： 数值上等于受压圆柱面在相应径向平面上的投影面积 ? 例 题 * 例 9-1 已知 d = 2 mm, b =15 mm , d =4 mm, [t ] =100 MPa, [s bs ]=300 MPa，[s ]=160 MPa。试求许用载荷 [F] 解：1. 破坏形式分析 * 2. 许用载荷 [F] ? ? ? * 例 9-2 F = 45 kN; d = 10 mm, b = 250 mm, h = 100 mm, l = 100 mm; 顺木纹方向, [t ] = 1 MPa, [s bs ] = 10 MPa, [s ] = 6 Maa；试校核杆端强度 解：1. 受力分析 表面aa－积压, 截面cd－拉应力最大, 截面ab－剪切 * 剪切强度： 挤压强度： 拉伸强度： 2. 强度校核 * 例 9-3 F = 80 kN, d = 10 mm, b = 80 mm, d = 16 mm, [t ] = 100 MPa, [s bs ] = 300 MPa, [s ] = 160 Mpa, 校核接头的强度 解：1. 接头受力分析 当各铆钉的材料与直径均相同，且外力作用线在铆钉群剪切面上的投影，通过铆钉群剪切面形心时，通常即认为各铆钉剪切面上的剪力相等 * 2. 强度校核 剪切强度： 挤压强度： 拉伸强度： * * * * * * * * * * * * * * * * * * N－应力循环数 s /MPa sb ss 疲劳破坏 在交变应力作用下，材料或构件产生可见裂纹或完全断裂的现象，称为 疲劳破坏 在循环应力作用下，虽然小于强度极限，但经历应力的多次循环后，构件将产生可见裂纹或完全断裂 钢拉伸疲劳断裂 ? 应力集中对构件强度的影响 * ? 应力集中促使疲劳裂纹的形成与扩展, 对构件（塑性与脆性材料）的疲劳强度影响极大 ? 对于塑性材料构件，当smax达到ss 后再增加载荷， s 分布趋于均匀化，不影响构件静强度 ? 对于脆性材料构件，当 smax＝sb 时，构件断裂 §6 许用应力与强度条件 ? 失效与许用应力 ? 轴向拉压强度条件 ? 例题 * ? 失效与许用应力 * 断裂与屈服，相应极限应力 构件工作应力的最大容许值 n ≥ 1 安全因数 静荷失效 许用应力 ? 轴向拉压强度条件 * 保证拉压杆不致因强度不够而破坏的条件 校核强度 已知杆外力、A与[s]，检查杆能否安全工作 截面设计 已知杆外力与[s]，确定杆所需横截面面积 确定承载能力 已知杆A与[s]，确定杆能承受的FN,max 常见强度问题类型 强度条件 - 变截面变轴力拉压杆 - 等截面拉压杆 ? 例 题 * 例 6-1 图示吊环，最大吊重 F = 500 kN，许用应力[s] = 120 MPa，夹角a = 20°。试确定斜杆的直径 d。 解：1. 问题分析 轴力分析?应力分析?根据强度条件确定直径 * 2. 轴力分析 3. 应力计算 4. 确定直径 d * 例 6-2 已知 A1=A2=100 mm2, [st ]=200 MPa, [sc ]=150 MPa 试求载荷F的许用值－许用载荷 [F] 解：1. 轴力分析 * 2. 应力分析 3. 确定[F] * 例 6-3 已知： l, h, F（0 x l）, AC为刚性梁, 斜撑杆 BD 的许用应力为 [