第一章制药机械力学基础介绍.ppt

三 梁的应力和强度条件 弯曲变形的横截面平面假设: 1 弯曲正应力的计算 横截面上任一点的正应力 ： σ--横截面上距中性轴为的各点的正应力 M--横截面上的弯矩 y--计算应力的点到中性轴的距离 Iz--横截面对中性轴的惯性矩，是一个仅与截面形状和尺寸有关的几何量，反映了截面的抗弯能力，常用单位有m4、cm4和mm4。 （l/h5) 横截面上任意点的正应力与该点到中性轴的距离成正比。 令， 粱弯曲变形时: 中性轴上各点，正应力为零。 离中性轴最远的点，正应力最大。 弯曲正应力沿截面宽度方向(距中性轴等距的各点)正应力相同。 最大正应力： WZ ---横截面对中性轴的抗弯截面模量，是一个仅与截面形状和尺寸有关的几何量，反映了截面的抗弯能力，单位为m3或mm3 （l/h5) M ---截面上的弯矩，Nmm； 2 弯曲正应力强度条件 弯曲正应力强度条件 [σ]---弯曲许用应力，通常其值等于或略高于同一材料的许用拉(压)应力 例 1-13 如图所示，塔高H=20 m，作用于塔上的风载荷分两段计算：q1=1000N／m，q2=2000N／m；塔内径为1000mm，壁厚6mm，塔与基础的联接方式可看成固定端。塔体的许用应力[σ] =100 MPa。试校核塔体的弯曲强度。 解： (1)求最大弯矩值 (2)校核塔的弯曲强度 由表1-3查得，塔体抗弯截面模量为 塔体因风载荷引起的最大弯曲应力为 强度足够。 四 提高弯曲强度的主要措施 降低最大弯矩值 选择合理的截面形状 工字钢或槽钢优于环形，环形优于矩形，矩形优于圆形 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * 一 剪切的概念 剪切有如下特点： 受力特点: 在构件上作用大小相等、方向相反、相距很近的两个力P。 变形特点: 在两力之间的截面上，构件上部对其下部将沿外力作用方向发生错动；在剪断前，两力作用线间的小矩形变成平行四边形。 二 剪力、剪应力与剪切强度条件 剪力：内力Q平行于横截面，称为剪力 剪应力： τ—剪应力，MPa ； A—受剪切的面积，mm2 ； Q—受剪面上的剪力，N。 剪切强度条件 塑性材料[τ] =(0．6～0．8)[σ]； 脆性材料[τ] =(0．8～1．0) [σ] 例1—8如图所示，某一起重吊钩起吊重物P=100 000 N，销钉的材料是16Mn ，其[τ]=140Mpa。试求销钉的直径d是多少才能保证安全起吊。 (1)对销钉进行受力分析 (2)计算销钉直径d 三 挤压的概念和强度条件 1 挤压的概念 从图1-44(a)中可以看出，螺栓在受剪切的同时，在螺栓与钢板的接触面上还受到压力P的作用，这种局部接触面受压称为挤压。若挤压力过大，钢板孔边内挤压处可产生塑性 变形，这是工程中所不允许的，故考虑构件受剪切的同时还必须考虑挤压。 挤压应力的计算公式: 当接触面为曲面时，为简化计算，采用接触面在垂直于外力方向的投影面积作为挤压面积。 2 挤压强度条件 σ jy —表示材料的许用挤压应力。 塑性材料σ jy =(1．7~2．0) [σ] ； 脆性材料σ jy =(2．0～2．5) [σ] 。 提示！ 若相互挤压的两物体是两种不同的材料，则只需对强度较弱的物体校核挤压强度即可。 对于受剪构件的强度计算，必须既满足剪切强度又满足挤压强度条件，构件才能安全工作。 四 剪切变形和剪切虎克定律 剪切变形、剪应变 构件受剪切时，两力之间的小矩形abcd变成平行四边形abc?d?。直 角dab变成锐角dab，而直角所改变的角度γ称为剪应变，用以衡量剪切变形之大小。 剪切虎克定律 G——称为剪切弹性模量，MPa。它表示材料抵抗剪切变形的能力，随材料不同而异。低碳钢G=8.0104Mpa 一 扭转概念 二 外力偶矩的计算 三 扭矩的计算 四 圆轴扭转时的应力 五 圆轴扭转时的强度和刚度条件 第四节 扭转 一 扭转概念 在一对大小相等，转向相反，且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用下，杆件上的各个横截面发生相对转动，这种变形称为扭转变形。 二 外力偶矩的计算 电动机给轴的外力偶矩 : M=9.55*103Pe／n M--轴的外力偶矩，N·m； 转速一定时力偶矩与功率成正比。 因此在同一