北邮社《机械设计基础》教学课件-NO2.pptVIP

三、扭转 4.圆轴扭转变形与刚度计算 扭转角 φ 的计算公式为： 三、扭转 扭转角 φ 的计算公式为： 一、直梁平面弯曲的概念 作用于杆件上的外力垂直于杆件的轴线，使杆的轴线由直线变为曲线，这种变形称为弯曲变形，以弯曲变形为主的直杆称为直梁，简称梁。在计算简图中，通常以梁的轴线表示梁。 * 目录 * 目录 变形体与杆体变形 拉伸和压缩变形 剪切、挤压和扭转 直梁的弯曲 知识目标 1．了解变形固体的基本假设，理解杆件变形的基本形式； 2．掌握杆件在轴向拉伸与压缩变形时的内力（轴力）的求法、横截面上的应力及拉(压)杆的变形计算，理解材料拉伸和压缩时的力学性能； 3．理解剪切及挤压概念、掌握剪切强度及挤压强度的实用计算方法； 4. 建立圆轴扭转的概念，掌握扭矩、扭矩图、圆轴 扭转时横截面上的应力和变形、强度条件及其应用； 5. 建立平面弯曲的概念，掌握剪力和弯矩的计算， 掌握梁的强度条件及其应用，理解提高梁强度的主要措施。 技能目标 1．能够对构件进行拉伸与压缩变形分析与计算； 2．能够分析构件剪切与挤压变形，校核其剪切强度及挤压强度、设计截面等； 3．能够分析圆轴类构件的扭转，校核强度条件、设计截面等； 4. 能够对梁的剪力和弯矩进行计算，校核强度条件， 并采取措施提高梁的强度。 一、变形体及变形体的基本假设 （1）各向同性。 各向同性是指物体在各个方向的力学性能相同。 （2）均匀连续。 均匀连续是指物体内被同一种物质充满，没有空隙。 一、变形体及变形体的基本假设 （3）小变形。 小变形是指物体受到外力后产生的变形与物体的原始尺寸相比很小，有时甚至可以忽略不计。 二、杆件变形 杆件 一、拉伸和压缩的概念 轴向压缩 轴向拉伸 二、轴力与轴力图 1.内力与截面法 杆件的内力：指杆件受到外力作用时，其内部产生的保持其形状和大小不变的反作用力。 该反作用力随外力的作用而产生，随外力的消失而消失。截面法：是求杆件内力的方法。 二、轴力与轴力图 截面法求内力 2.轴力 二、轴力与轴力图 轴 力 轴力的正负号 3.轴力图 二、轴力与轴力图 【例】　如图所示，已知 F1=20 kN，F2=8 kN，F3=10 kN，试用截面法求图示杆件指定截面1—1、2—2、3—3的轴力,并画出轴力图。 教学例题 解：　 外力 F1、F2、F3 将杆件分为AB、BC、CD段，取每段左边为研究对象，求得各段轴力为 FN1 = F2 = 8 kN FN2 = F2—F1 = -12 kN FN3 = F2 + F3—F1 = -2 kN　　 轴各段受力分析及轴力图如图所示： 二、轴力与轴力图 二、轴力与轴力图 三、轴向横截面上的应力与变形计算 1.应力 内力在截面上的集度称为应力。垂直于杆横截面的应力称为正应力，平行于杆横截面的应力称为切应力。应力 是判断杆件是否破坏的依据，其单位 为：帕斯卡，简称帕，记作Pa。1平 方米的面积上作用1牛顿的力其应力的大小为1帕。 三、轴向横截面上的应力与变形计算 2.拉(压)杆的变形 绝对变形 相对变形 A B 胡克定律 D 泊松比 C 四、材料拉伸和压缩时的力学性能 1.低碳钢拉伸和压缩时的力学性能 1）低碳钢拉伸时的力学性能 四、材料拉伸和压缩时的力学性能 2）低碳钢压缩时的力学性能 四、材料拉伸和压缩时的力学性能 2.铸铁拉伸和压缩时的力学性能 1）铸铁拉伸时的力学性能 四、材料拉伸和压缩时的力学性能 2）铸铁压缩时的力学性能 五、拉(压)杆的强度计算 1.极限应力与许用应力 极限应力：是指材料丧失正常工作能力时的应力，用σ0 表示。 许用应力：是指构件安全工作时材料允许承受的最大应力。 五、拉(压)杆的强度计算 【例】　某铣床工作台进给油缸如图所示，缸内工作油压 p＝2 MPa，油缸内径 D＝75 mm，活塞杆直径 d＝18 mm，已知活塞杆材料的许用应力［σ］＝50 MPa， 试校核活塞杆的强度。 教学例题 2.轴向拉（压）时的强度计算 五、拉(压)杆的强度计算 解： (1)求活塞杆的轴力。设缸内受力面积为 A1，则： (2)校核强度。活塞