1、梁的抗弯强度条件及其应用.pptVIP

模块四：任务3、确定铣床夹具中压板的厚度 【目的与要求】 1 、掌握弯曲变形的强度条件及计算。 2、了解提高梁弯曲强度和刚度的方法。 一、任务描述 一铣床夹具如图2-4-15所示，夹紧时螺母对压板的压力为6 kN，压板材料的许用应力[σ]=110 MPa，压板AB的尺寸如图2-4-15a所示。试确定压板的厚度δ。 二、任务分析： 根据2-4-15b我们首先确定所要研究的对象是铣床夹具中的压板，要求确定压板的厚AB)如图2—4—15b所示通过对压板的受力分析（压板简化成受集中力作用的简支梁AB）可知，在外力作用下压板会发生弯曲变形。为保证压板能正常工作，其厚度需满足一定的要求。通过前面任务的学习，我们知道粱弯曲变形时截面上的弯矩是随截面的位置而变化的，所以首先要找出压板最大弯矩及危险截面处（破坏往往从这里开始），求出最大弯曲正应力，然后建立弯曲强度条件，通过相关的强度计算，来确定压板的厚度δ。 三、知识链接： 1、梁的抗弯强度条件及其应用 梁的正应力强度条件： 危险截面——产生最大正应力的截面。 危险点——最大正应力所在的点。 强度条件可解决梁的三类问题： 1．校核强度 2．选择截面尺寸 3．确定许可载荷 【例1】割刀在切割工件时，受到F=800N的切削力作用。割刀尺寸如图示，许用应力[σ]=200 MPa，试校核割刀的强度。 解题步骤 【例2】圆轴的受力简图如图示，已知许用应力[σ] =125 MPa，试设计轴的直径d。 解题步骤 2、降低最大弯矩值 （1）合理安排加载点的位置 铣床上铣刀的安装 2．改变加载方式，在结构允许的条件下，应尽可能把集中力改变为分散力 集中力改变为分散力 吊车与平板车 吊车简图 平板车过桥 工程应用 （3）、选择合理的截面形状 在截面积相同的条件下，抗弯截面系数Wz越大，梁的承载能力就越高。 工字形 槽形 箱形 空心预制板 工程中金属梁的成形截面： 根据材料的特性选择截面： （1）塑性材料（如钢）的抗拉强度与抗压强度相同，故通常采用关于中性轴对称的截面，如工字形、箱形等。 （2）对于抗拉强度小于抗压强度的材料（如铸铁），应使中性轴偏于拉应力一侧，即采用如T字形、槽形等截面。 （4）、采用等强度梁 等强度梁——工程中为了减轻自重和节省材料，常常根据弯矩沿梁轴线的变化情况，将梁制成变截面的形状，使所有横截面上的最大正应力都大致等于许用应力[σ] 。 摇臂钻床的横臂 飞机机翼 汽车的板弹簧 阶台轴 桥梁和厂房中的“鱼腹梁” 铸铁轴承架两种安置方式的比较 月牙槽的加工改进 1－工件 2－顶尖 3－月牙铣刀 4－万能铣床 四、任务实施： 1．绘制压板的简图 将压板简化成受集中力作用的简支梁AB，如图2-4-15b所示。 2．计算压板所受的外力 由平衡方程∑MA(F)=o，∑Fy=o求得FNA=3.6 kN，FNB=2.4 kN。 3．计算最大弯矩Mmax 在截面C处弯矩最大，Mmax=FNAL=3.6×103×40×l0-3 =144 (N m)。 4．计算压板截面C处的抗弯截面系数WZ。 5．计算压板的厚度压板要能正常工作必须满足最大工作正应力 由此计算压板厚度为： 取δ=21 mm，可以保证压板的强度足够。 小结： 提高梁的弯曲强度的措施： （1）合理安排梁的受力情况，使载荷靠近支座分布，将集中载荷分散成小的分布载荷，或适当增加梁的支座，减小梁的跨度，以降低最大弯矩的数值。 （2）采用合理的截面以提高抗弯截面系数Wz的数值，充分利用材料。对塑性材料采用中性轴为对称轴的截面，对脆性材料采用中性轴为非对称轴的截面。 （3）采用等强度梁。