ch2 轴向拉伸与压缩.ppt

* §2-10 温度应力和装配应力 例2-10-1 吊桥链条的一节由三根长l的钢杆组成，简化为如图所示的静不定结构，若三杆的横截面积相等，材料相同，中间钢杆略短于名义长度，且加工误差为d = l / 2000, 求各杆的装配应力。 * * §2-10 温度应力和装配应力 当把较短的中间杆与两侧杆一同固定于两端的刚体时，中间杆将受到拉伸，两端杆将受到压缩，最后在红色虚线所示位置，两杆的变形相互协调。 设两侧杆的轴向压力FN1, 中间杆的轴向拉力为FN2 静力平衡方程有 * * §2-10 温度应力和装配应力 由图中可知 上式联立静力平衡方程可求得: * * §2-10 温度应力和装配应力 练习：列出求解图示结构所必需的变形协调条件。 * * §2-11 应力集中的概念 应力集中的概念 * * §2-11 应力集中的概念 2、应力集中 由圣维南原理知，等直杆受轴向拉伸或压缩时，在离开外力作用处较远的横截面上的正应力是均匀分布的。但是，如果杆截面尺寸有突然变化，比如杆上有孔洞、沟槽或者制成阶梯时，截面突变处局部区域的应力将急剧增大，这种现象称为应力集中。 * * §2-11 应力集中的概念 2、应力集中 理论应力集中因数 s ——截面突变的横截面上 s 作用点处的名义应力；轴向拉压时为横截面上的平均应力。 * * §2-11 应力集中的概念 应力集中因数 K 截面尺寸改变越急剧，孔越小，圆角越小，应力集中的程度就越严重。 越小， 越大； 越大，则 越小。 * * §2-11 应力集中的概念 （1） 越小， 越大； 越大，则 越小。 （2）在构件上开孔、开槽时采用圆形、椭圆或带圆角的，避 免或禁开方形及带尖角的孔槽，在截面改变处尽量采用光滑连 接等。 ?注意： （3）可以利用应力集中达到构件较易断裂的目的。 （4）不同材料与受力情况对于应力集中的敏感程度不同。 * * §2-11 应力集中的概念 应力集中对强度的影响： 荷载增大进入弹塑性 极限荷载 弹性阶段 F F F （a）静载荷作用下： 塑性材料所制成的构件对应力集中的敏感程度较小； * * §2-11 应力集中的概念 即当 达到 时，该处首先产生破坏。 （b）动载荷作用下： 无论是塑性材料制成的构件还是脆 性材料所制成的构件都必须要考虑应力 集中的影响。 F 脆性材料所制成的构件必须要考虑应力集中的影响。 * * §2-11 应力集中的概念 2、应力集中 应力集中会产生危害，也可以利用它为我们服务。 江苏工业学院机械系力学教研室 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 剪切和挤压的实用计算 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 1、连接件 工程中有时需将几个构件连成一体，在连接部分，一般要有起连接作用的部件，称为连接件。如螺栓、铆钉、键等。 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 铆钉连接 焊接连接 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 销轴连接 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 螺栓连接 榫连接 平键连接 键 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 2、连接件的受力变形特点 受力特点: 受到一对大小相等，方向相反，作用线很近而且平行的力作用 P P 变形特点: 连接面沿着剪切面发生相对错动 n n （合力） （合力） P P * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 3、连接件的实效形式 A、沿着剪切面发生的剪切破坏 B、构件与连接件的接触面上（挤压面）产生较大的挤压应力，从而引起过量的塑性变形，导致失效。 n n （合力） （合力） P P 挤压破坏的两种形式： （1）螺栓压扁 （2）钢板在孔缘压皱 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 剪切的工程实例 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 4、连接件的剪切强度计算 由于连接件剪切面上的切应力和接触面上的挤压应力分布比较复杂，因此工程上一般采用简化计算。 假定切应力在剪切面上均匀分布 强度条件: F S 名义许用剪应力 1、选择截面尺寸 3、强度校核 可解决三类问题： 2、确定最大许可载荷 在假定的前提下进行 实物或模型实验，确 定许用应力。 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 一个剪切面 单剪 P/2 P/2 P 双剪：有两个剪切面的杆件 * * §2-12 剪切和挤压的实用计算 5、连接件的挤压强度计算 假定: 挤压应力在有效挤压面上均匀分布 有效挤压面是指接触面在垂直于总挤压力作用线平面上的投影。 实