材料力学第二章-张恒文.ppt

?钢板的2--2和3--3面为危险面 ?剪应力和挤压应力的强度条件 综上，接头安全。 t t d P P P 1 1 2 2 3 3 P/4 例题 图示冲床的最大冲压力为400KN，被冲剪钢板的剪切极限 应力为 ,已知 d=34mm，试求此冲床所能冲剪钢板的最大厚度 t。 F d t 冲头 钢板 冲模 F F F 剪切面 解：剪切面是钢板内被 冲头冲出的圆柱体 的侧面： t 冲孔所需要的冲剪力： 故 即 一、轴向拉压杆的内力及轴力图 1、轴力的表示? 2、轴力的求法? 3、轴力的正负规定? 为什么画轴力图?应注意什么? 4、轴力图：F=F(x)的图象表示? P A FN B C 简图 A P P FN x P + 轴力的简便求法: 以x点左侧部分为对象,x点的内力F(x)由下式计算: 其中“?P(?)”与“?P(?)”均为x点方向向左侧与向右侧的所有外力和。 例1 图示杆的A、B、C、D点分别作用着5P、8P、4P、P的力，方向如图，试画出杆的轴力图。 A B C D O 5P 4P P 8P N x –3P 5P P 2P 应力的正负规定? 1、横截面上的应力:　　　　　　　　　　 二、拉压杆的应力　　　　　　　　　　 危险截面及最大工作应力?　　　　　　　　 2、拉压杆斜截面上的应力　　　　　　　　　　 Saint-Venant原理?　　　　　　　　 应力集中? s N(x) P ? ? x 三、强度设计准则（Strength Design Criterion）：　　　　　　　　　 1、拉伸强度设计准则　　　　　　　　　 ?校核强度：　 ?设计截面尺寸： ?设计载荷： 1、剪切强度设计准则　　　　　　　　　 ?校核强度：　 ?设计截面尺寸： ?设计载荷： 思考题：试确定a,b,c三个面上的切应力（剪应力） 习题 （下周一上交） 2－5 2－10 2－12 2－21 例题（不上交） 2－5 2－6 2－7 2－11 Thank you! 第二章结束 * σr σmax lgN O 未断 持久极限σr：材料能经受住无限次循环应力而不发生疲劳破坏的最大应力。 应力集中对构件强度的影响 塑性材料：承受静力时通常不需考虑，但是在承受交变载荷时必须考虑。 脆性材料：承受静力和承受交变载荷时都必须考虑。 思考： 知道材料的力学性能 了解构件的应力状态 目的何在？ 如何实现？ 判断构件安全否？ 设计准则 正应力达到强度极限σb 正应力达到屈服应力σｓ 构件断裂 构件屈服，产生显著塑性变形 材料的极限应力σu 脆性材料：强度极限σb为唯一的强度指标，因此作为极限应力。 塑性材料：强度极限σb大于屈服应力σｓ（或σ0.2），因此选用σｓ（或σ0.2）作为极限应力。 构件材料 构件失效 工作应力：构件在工作状况下所承受的应力。 许用应力[σ]：构件正常工作时的最大允许值，必须小于材料的极限应力σu 。 n为安全系数：可从设计手册或者安全相关规范中查到。塑性材料n取1.5～2.2，脆性材料n取3.0～5.0。 为什么取安全系数？ 作用在构件上的外力常常估计不准。 计算分析时需要进行简化，以方便计算。 实际材料的组成与品质等难免存在差异，有实验测得的材料力学性能本身很难完全一致（特别是脆性材料）。 根本原因是使构件有一定的强度储备。 思考： 拉压杆的强度条件：杆内的最大工作应力不得超过材料的许用应力。 ?强度条件的用途： 1、选择截面尺寸;例如已知 ，则 2、确定最大许可载荷，如已知 ，则 3、强度校核。如已知 ，则 = 解：变形量可能已超出了“线弹性”范围，故，不可再应用“弹性定律”。应如下计算： 例题： 铜丝直径d=2mm，长L=500mm， 材料的拉伸曲线如图所示。如欲使铜丝的伸长为30mm， 则大约需加多大的力F？ 由拉伸图知： s (MPa) 强度条件 ? 1 2 C B A 1.5m 2m F 例题 图示结构，钢杆1：圆形截面，直径d=16 mm,许用 应力 ；杆2：方形截面，边长 a=100 mm, ,(1)当作用在B点的载荷 F=2 吨时，校核强 度；(2)求在B点处所 能承受的许用载荷。 解： 一般步骤： 外力 内力 应力 利用强度条 件校核强度 F 1、计算各杆轴力 ? 2