拉压杆件的强度与连接件设计.ppt

2） 考虑挤压 Fbs=FS， Abs= d (D2-D1) / 2 挤压应力为 ?bs=Fbs/Abs=189MPa ?[?bs]=200MPa 故挤压强度足够。 例6.9 车床丝杠传递力矩M=80N·m，安全销为硬铝， ?b=220MPa，[?bs]=200MPa。要求在M超载30%时安全销剪断，试确定其直径 d 并校核其挤压强度。 解：1） 考虑剪断 剪断条件 ? =FS/A? ?b，A=?d 2/4， 求得：d ?5.5mm D1=20mm D2=30mm M M FS FS FS Fbs FS·D1=1.3M FS=1.3M/ D1=5.2 kN * * 6.4 挤压及其实用计算 6.5 连接件的强度设计 6.1 强度条件和安全系数 6.3 剪切及其实用计算 6.2 拉压杆件的强度设计 第六章 拉压杆件的强度与连接件设计 返回主目录 为保证完成其正常功能，所设计的结构或构件必须具有适当的强度和刚度。 强度 — 结构或构件抵抗破坏的能力 承担预定的载荷而不发生破坏，则强度足够。 所有的构件（包括不允许破坏的机械、结构；或者需要破坏的结构，如剪板、冲孔、安全堵等）都有必要的强度要求。 第六章 拉压杆件的强度与连接件设计 结构和构件既要满足强度要求，也要满足刚度要求。 工程中一般以强度控制设计，然后校核刚度。 刚度 — 结构或构件抵抗变形的能力 变形应限制在保证正常工作所允许的范围内。 6.1 强度条件和安全系数 结构/构件强度的控制参量是应力 工作应力：? 构件在可能受到的最大工作载荷作用下的应力。 ( 由力学分析计算得到 ) 极限应力：?ys 、 ?b 材料可以承受的强度指标。 延性材料：?ys ； 脆性材料：?b ( 通过材料力学性能的实验得到 ) ? ? ?ys 延性材料 ?b 脆性材料 强度判据： ( 作用 ? 抗力 ) 结构或构件的工作应力? 材料的极限应力 依据强度判据，将工作应力限制在极限应力内，还不足以保证结构或构件的安全。因为还有误差： 1) 力学分析的可能误差 包括载荷估计；分析、简化和计算误差；尺寸制造误差等。 2) 材料强度指标的误差 包括实验误差，材料的固有分散性误差等。 3) 不可预知的其它误差 偶然超载，制造损伤，工作与实验条件不同等。 因此，实际 许用应力[?] 为： [?]??ys/n 或 [?]??b/n 安全系数 n1，故极限应力大于许用应力。 将极限应力与许用应力之差作为安全储备。 安全系数 n 的确定 显然，安全系数越大越安全；但是，n大, [?]小，承载F 降低或重量W 增加，经济效益下降。 在安全性、经济性和轻量化的要求中寻求优化。 n 的选取，取决于对问题的认识程度，已往的经验。 误差大、工作条件恶劣、破坏后果严重，n 应越大。 设计中，强度条件可一般地写为： ? ?[?] 注意：杆中任一处均应满足强度条件。 对于 轴向拉压杆，强度条件为： ? = FN/A?[?] FN是轴力，A为横截面面积。 强度设计的一般方法： 1）构件 处处 都要满足强度条件。 危险截面？ 2）系统中所有构件都要满足强度条件。最薄弱构件？ 3）认识水平越高、分析能力越强，安全储备可越少。 4）强度不足时，可重新选材、加大尺寸或降低载荷。 初步设计 设计目标 平衡方程 变形几何条件 应力应变关系 内力应力 强度条件 满意 ？ 结束 YES NO 修改设计 强度计算 材料试验 极限应力 选取安全系数 许用应力 返回主目录 依据强度条件，进行强度设计，包括3种情况 ?=FN/A?[?] 1)强度校核 对初步设计的构件，校核是否满足强度条件。 若强度不足，需要修改设计。 A?FN/[?] 2)截面设计 选定材料，已知构件所承受的载荷时，设计满 足强度要求的构件的截面面积和尺寸。 FN?A[?] 3)确定许用载荷 已知构件的几何尺寸，许用应力，计算结构或 构件所能允许承受的最大载荷。 6.2 拉压杆件的强度设计 返回主目录 若各段材料相同，[?]同，危险截面只有AB、CD段。 工作应力?大、许用应力[?]小的截面。