桁架结构课件讲解.ppt

1 自锁现象 材料力学是在弹性变形的范围内研究构件的承载能力。 4.3 杆件的受力与变形形式 4.3 杆件的受力与变形形式 4.3 杆件的受力与变形形式 4.3 杆件的受力与变形形式 4.3 杆件的受力与变形形式 1. 与杆平行对齐画 2. 正确画出内力沿轴线的变化规律 3. 标明内力的符号 4. 标明内力单位 一、力学性能 1.力学性能——又称机械性能，指材料在外力作用下表现出的破坏和变形等方面的特性。 2.研究力学性能的目的——确定材料破坏和变形方面的重要性能指标，以作为强度和变形计算的依据。 3.研究力学性能的方法——试验。 ①弹性阶段 比例阶段：σ ≤ σp 胡克定律 σ = Eε E——弹性模量 单位：N/㎡, GPa ②屈服阶段 特点：材料失去抵抗变形的能力——屈服(流动） 特征应力：屈服极限σs ③强化阶段 特点：材料恢复变形抗力， 特征应力：强度极限σb ④颈缩阶段（局部变形阶段） 特征：颈缩现象 断口：杯口状 剪切变形的受力特点： 二、挤压的实用计算 挤压强度条件： 解 这是一次超静定问题 变形相容条件是，杆的总长度不变. 即 A B ?lT A B l B A B ?lF FRA FRB 杆的变形为两部分，即由温度升高引起的变形 ?lT 以及与轴向压力FR相应的弹性变形 ?lF 二、温度应力 (1)变形几何方程 (3)补充方程 (4)温度内力 A B l A B ?lT (2)物理方程 由此得温度应力 B A B ?lF FRA FRB 二、温度应力 构件受等值、反向、作用线距离很近的二平行力的作用。 F F 剪切面 变形特征： 杆件沿两力之间的截面发生错动，甚至破坏。 剪切面：发生错动的面。 第六章 剪切 2. 工程实例 (1) 螺栓连接 (2) 铆钉连接 F F 螺栓 F F 铆钉 F F 一、基本概念和实例 特点：可传递一般 力，不可拆卸。如桥梁桁架结点处于它连接。 1. 连接件：在构件连接处起连接作用的部件，称为连接件。连接件虽小，起着传递载荷的作用。例如：螺栓、铆钉、键等。 m 轴 键 齿轮 (3) 键块连接 特点：传递扭矩。 单剪切：有一个剪切面 双剪切:有两个剪切面 F F F τ m m FS F m m x 以铆钉为例：外力 →内力 →应力→强度计算 剪力FS： 剪切面上的内力。 F F m m F τ m m F FS m m x 剪应力τ： 假设： A：剪切面的面积。 剪切强度条件： 剪切面上的应力。 τ在剪切面上均匀分布,其方向与Fs 相同。 故τ是名义剪应力 [? ]：许用剪应力；由实验得。可查有关手册。 注意： 1. （2.23）式除了适用于铆钉连接，也适用于其它剪切构件; 2. （2.23）式可解决三类强度问题： 1）校核： 2）设计截面尺寸： 3）确定许可载荷 ： 例2 电瓶车挂钩由插销联接，如图。插销材料为20钢， ，直径 。挂钩及被联接的板件的厚度分别为 和 。牵引力 。试校核插销的剪切强度。  分析插销受力 确定剪切面 计算内力 挤压面： 连接件和被连接件相互压紧的接触面。 挤压破坏： 在挤压面产生过大的塑性变形（导致连接松动）、压溃或连接件（如铆钉）被压扁。 如图为铆钉上的挤压面。 F F Fbs Fbs F F F F F F 挤压力Fpc： 挤压面上的压力。 挤压应力? c： 假设：? c在挤压面上均匀分布。 挤压面上的正应力。 直径 d ? bs 挤压现象的实际受力如图 所示. 当接触面为圆柱面时, 挤压面积 AbS为实际接触面在直径平面 上的投影面积 d h 实际接 触面 直径投影面 挤压面的面积计算 当接触面为平面时, AbS 为实际接触面面积. 其中 [σc]：许用挤压应力； 注意： 1)（2.25）式可解决三类强度问题； Ac ：挤压面的计算面积。 2）连接件与被连接件的材料不同时，应对挤压强度较低的材料进行挤压计算，即选用较小的许用挤压应力。 剪切与挤压的主要区别 剪切面与外力平行 挤压面与外力垂直 剪切应力为剪应力 挤压应力为正应力 剪切面计算 铆钉与螺栓 键 挤压面计算 例 一铆钉接头用四个铆钉（铆钉群）连接两块钢板。钢板与铆钉材料相同。铆钉直径d=16mm，钢板的尺寸为b=100mm，t=10mm，P=90KN，铆钉的许用应力是[?]=120MPa，[?bs]=160MPa，钢板的许用拉应力[?]=