轴向拉压杆的应力与强度条件.ppt

第三篇 杆件的强度、刚度和稳定性 组成结构的单个物体称为构件例如梁、板、墙、柱、基础等都是常见的构件 。 谢谢！ 1、 低碳钢拉伸的弹性阶段 (oa段) 1、oa -- 比例段:  ?p -- 比例极限 2、aa’ --曲线段: ?e -- 弹性极限 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 2、 低碳钢拉伸的屈服阶段 (bc 段) bc--屈服段: ?s ---屈服极限 滑移线： 塑性材料的失效应力:?s 。 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 ２、卸载定律： １、?ｂ---强度极限 ３、冷作硬化： ４、冷拉时效： 3、低碳钢拉伸的强化阶段 cd 段) 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 1)、延伸率:? 2）、面缩率：? 3）、脆性、塑性及相对性 4、低碳钢拉伸的颈缩（断裂）阶段 de段) 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 10.3.4 灰口铸铁拉伸时力学性能 是典型的脆性材料，其应力–应变图是一微弯的曲线，如图示 没有明显的直线。无屈服现象，拉断时变形很小， 强度指标只有强度极限 其伸长率 对于没有明显屈服阶段的塑性材料，通常以产生0.2%的塑性应变所对应的应力值作为屈服极限 表示。 称为名义屈服极限，用 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 （2002年的标准称为规定残余延伸强度， 延伸率为0.2%时的应力。） 表示，例如 ，表示规定残余 用 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 10.3.5 材料压缩时的机械性能 ?ｂy ---铸铁压缩强度极限； ?ｂy ?（4 — 6） ?ｂL 10.3 轴向拉伸与压缩时材料的力学性能 10.4 轴向拉压杆的强度条件 10.4.1 许用应力和安全系数 塑性材料 脆性材料 极限应力 n —安全系数 —许用应力。 任何一种材料都存在一个能承受应力的上限，这个上限称为极限应力，常用符号σo表示。 10.4 轴向拉压杆的强度条件 塑性材料的许用应力 脆性材料的许用应力 选取安全系数的原则是：在保证构件安全可靠的前提下，尽可能减小安全系数来提高许用应力。 确定安全系数时要考虑的因素，如：材料的均匀程度、荷载的取值和计算方法的准确程度、构件的工作条件等。 塑性材料 nS取1.4～1.7； 脆性材料 nb取2.5～3。 某些构件的安全系数和许用应力可以从有关的规范中查到。 10.4 轴向拉压杆的强度条件 10.4.2 轴向拉压杆的强度计算 σmax≤[σ] σmax是杆件的最大工作应力，可能是拉应力，也可能是压应力。 对于脆性材料的等截面杆，其强度条件式为： 式中：σtmax及[σt] 分别为最大工作拉应力和许用拉应力；σcmax及[σc] 分别为最大工作压应力和许用压应力。 1.强度条件 10.4 轴向拉压杆的强度条件 利用强度条件，可以解决以下三类强度问题： 1、强度校核：在已知拉压杆的形状、尺寸和许用应力及受力情况下，检验构件能否满足上述强度条件，以判别构件能否安全工作。 2、设计截面：已知拉压杆所受的载荷及所用材料的许用应力，根据强度条件设计截面的形状和尺寸，表达式为： 3、计算许用载荷：已知拉压杆的截面尺寸及所用材料的许用应力，计算杆件所能承受的许可轴力，再根据此轴力计算许用载荷，表达式为： 在计算中，若工作应力不超过许用应力的5%，在工程中仍然是允许的。 10.4 轴向拉压杆的强度条件 例10.4 正方形截面阶梯形砖柱。已知：材料的许用压应力[σC]=1.05MPa，弹性模量E=3GPa，荷载FP=60kN，试校核该柱的强度。 解（1）画轴力图如图b所示。 （2）计算最大工作应力 需分段计算各段的应力，然后选最大值。 10.4 轴向拉压杆的强度条件 σmax=0.96MPa＜[σC] =1.05MPa （3）校核强度 比较得：最大工作应力为压应力，产生在AB段。即|σmax|=0.96Mpa。 所以该柱满足强度要求。 10.4 轴向拉压杆的强度条件 例题10.5 图示一托架，AC是圆钢杆，许用拉应力 ，BC是方木杆， 试选定钢杆直径d？ 解：（1）、轴力分析。 并假设钢杆的轴力 为研究对象。 取结点 10.4 轴向拉压杆的强度条件 10.4 轴向拉压杆的强度条件 例题10.6 已知：一个三角架，AB杆由两根80×80×7等边角钢组成，横截面积为A1，长度为2 m，AC杆由两根10号槽刚组成，横截面积为A2，钢材为3号钢，容许应力 求：许可载荷？ 解： （1）、对A节点受力分析：