机械设计基础第2版教学课件作者周玉丰第8章课件.ppt

细长压杆在力作用下处于直线形状的平衡状态，受外界（水平力Q）干扰后，杆经过若干次摆动，仍能回到原来的直线形状平衡位置，杆原来的直线形状的平衡状态称为稳定平衡。 ? 压杆稳定的概念 分析危险点的应力状态，结合杆件材料的性质，选择适当的强度理论进行强度计算。 根据基本变形时杆件横截面上的应力分布规律，运用叠加原理确定截面上危险点的位置和应力值。 3. 应力分析 4. 强度计算 将组合变形分解为若干基本变形； 各基本变形的应力和变形的叠加。 组合变形求解的关键： 8.2 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 轴向力与横向力同时作用于直杆 简易吊车 平行于杆轴线的偏心载荷 吊钩 立柱 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 8.2.1 轴向力与横向力同时作用 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 Fx＝F1＝Fcos?，Fy=F2＝Fsin? FN＝Fx＝F1 M(x)=Fy（l-x） (1) 外力分析 (2) 内力分析 (4) 强度计算 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 (3) 应力分析 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 一倾斜的矩形截面梁与水平面成30°角，在其中点C处有铅直力P=25 kN作用，试求梁的最大压应力。 例 题 1 解： （1）外力分析 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 FAy FAx PCy FBN PCx 30° Pcy=Pcos30° Pcx=Psin30° FAx 梁产生弯曲 AC段产生压缩 例 题 1 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 （2）内力分析 FN＝Psin30°=25× sin30°=12.5kN 弯矩 轴力 例 题 1 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 FAy FAx PCy FBN PCx x FN x M 12.5 kN 18.75 kN·m P A B C 例 题 1 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 （3）应力分析 C处的最大弯曲应力为 AC段各截面上的压缩应力为 ＋ ＝ ?M ?N 例 题 1 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 由以上讨论可知，最大压应力发生在C点稍偏左截面的上边缘，其值为 σcmax = σM + σN = －8.81－0.26 =－8.07 MPa （4） 求最大压应力 例 题 1 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 8.2.2 偏心弯曲 图示为一钻床，钻孔时受到压力P＝15 kN。己知偏心距e＝0.4 m，铸铁立柱的许用拉应力为35 MPa，许用压应力为120 MPa。试计算铸铁立柱所需的直径。 例 题 2 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 解：（1） 外力分析 钻床立柱在偏心载荷P的作用下，产生拉伸与弯曲组合变形。 （2） 内力分折 FN＝P＝15000 N M =Pe =15000×0.4 =6000 N·m FN M 例 题 2 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 （3） 应力分析 ?N=FN/A 立柱横截面上的轴向拉力使截面产生均匀拉应力 弯矩M使横截面产生弯曲应力，其最大值为 ?M=M/Wz = Pe/Wz ?N ?M 例 题 2 ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 （4） 强度计算 例 题 2 由弯曲强度条件 d＝120 mm ? 拉伸(压缩)与弯曲的组合变形 取d＝125 mm 例 题 2 8.3 扭转和弯曲的组合变形 根据第四强度理论 或 根据第三强度理论 或 强度计算 ? 扭转和弯曲的组合变形 如图所示带传动，已知带轮直径D＝500 mm，轴的直径d＝90 mm，跨度l＝1000 mm，带的紧边拉力F1＝8000 N，松边拉力F2＝4000 N，轴的材料为35钢，其许用应力[σ]＝60 MPa，试用第四强度理论校核此轴的强度。 ? 扭转和弯曲的组合变形 例 题 3 8.4 压杆稳定的概念 ? 压杆稳定的概念 ? 压杆稳定的概念 * ? 第8章 组合变形及压杆稳定 * ? 强度理论的应用 ? 拉弯组合变形和弯扭组合变形 ?压杆稳定的概念 ?稳定性分析 本章要点： ? 弯曲和拉伸(压缩)组合变形的强度计算 ?弯扭组合变形的强度计算 ?临界力及临界力计算 ?压杆稳定性的计算方法 应掌握内容： 8.1 点的应力状态简介 8.1.1 一点应力状态定义 通过受力构件内一点的各个截面上的应力情况称为应力状态。 ? 点的应力状态简介 梁单元体 轴单元体 ? 点的应力状态简介 弯扭组合 ? 点的应力状态简介 弯扭拉组合 ? 点的应力状态简介 8.1.2 研究目的