三直杆的基本变形.ppt

三直杆的基本变形;一、轴向拉伸与压缩时的变形特点;§3-1 直杆轴向拉伸与压缩时的变形与应力分析;——轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式。;例3-1 如图所示圆截面杆，直径 ,拉力 试求杆横截面上的最大正应力。;§3-2 拉伸和压缩时材料的力学性质;实验设备：万能材料试验机。;低碳钢Q235的拉伸图（F—△l 曲线?)?;低碳钢Q235的拉伸时的应力–应变曲线图（?-? 曲线 ）;低碳钢Q235的拉伸时的应力–应变曲线图（?-? 曲线 ）;低碳钢的应力–应变曲线可分成四个阶段： ;§3-2 拉伸和压缩时材料的力学性质;。;§3-2 拉伸和压缩时材料的力学性质;冷作硬化：在常温下将钢材拉伸超过屈服阶段，卸载后短期内又继续加载，材料的比例极限提高而塑性变形降低的现象。;§3-2 拉伸和压缩时材料的力学性质;1.低碳钢的压缩实验（观看动画）;其它脆性材料压缩时的力学性质大致同铸铁，工程上一般作为抗压材料。;应力集中系数 Ｋ 值取决于截面的几何形状与尺寸，截面尺寸改变越急剧，应力集中的程度就越严重。因此，在杆件上应尽量避免带尖角、槽或小孔，在阶梯轴肩处，过渡圆弧的半径以尽可能大些为好。 塑性材料对应力集中不敏感，实际工程计算中可按应力均匀分布计算。 脆性材料因无屈服阶段，当应力集中处的最大应力?max达到强度极限?b时，该处首先产生裂纹。因此对应力集中十分敏感，必须考虑应力集中的影响。 对于各种典型的应力集中情形，如洗槽、钻孔和螺纹等，Ｋ 的数值可查有关的机械设计手册。 ;一、材料失效与构件失效;§3-3 直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算;§3-3 直杆轴向拉伸和压缩时的强度计算; 安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制订，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下：;三、拉伸与压缩时的强度计算;例3-1 如图所示结构中，AB为圆形截面钢杆，BC为正方形截面木杆，已知d=20mm，a=100mm,F=20kN，钢材的许用应力[s]钢=160MPa，木材的许用应力[s]木=10MPa。试分别校核钢杆和木杆的强度。;例3-2 如图所示结构中，AB杆为圆形截面钢杆，已知F=18kN，钢材的许用应力[s]=160MPa，试设计AB杆的直径。;???3-3 如图所示悬臂吊车，电动葫芦沿横梁AB移动，载荷G=20kN，拉杆BC由两根等边角钢组成，材料的许用应力为[s]=100MPa；横梁的自重和高度可忽略不计，C、A两点可视为在同一条水平线上，试确定等边角钢的型号。;（2）设计截面;例3-4 图示支架中，杆①的许用应力[s]1＝100MPa，杆②的许用应力[s]2＝160MPa，两杆的面积均为A=200mm2,求结构的许可载荷[F]。;（3）确定许可载荷;例3-５ 已知简单构架：杆1、2截面积 A1=A2=100 mm2，材料的许用拉应力 [st ]=200 MPa，许用压应力 [sc ]=150 MPa ,试求载荷F的许可值 [F ] ;解（1） 轴力分析;例3-６ 已知：l, h, F（0 x l）, AC为刚性梁, 斜撑杆 BD 的许用应力为 [s ]。试求：为使杆 BD 重量最轻, q 的最佳值。;解(1) 求 斜撑杆的轴力;A;§3-4 连接件的剪切与挤压;F;F;§3-4 连接件的剪切与挤压;联轴节;§3-4 连接件的剪切与挤压;§3-4 连接件的剪切与挤压;F;§3-4 连接件的剪切与挤压;3.剪切的强度计算;§3-4 连接件的剪切与挤压;二、 挤压;d;挤压面积 Abs 的确定方法;当接触面为近似半圆柱侧面时，圆柱形接触面中点的挤压应力最大。若以圆柱面的正投影作为挤压面积，计算而得的挤压应力，与接触面上的实际最大应力大致相等。;1、 横截面 mn、pq 上 有作用力FS —— 象剪刀一样，试图把螺栓从该截面处剪开 称为剪力 (Shear force)，引起切应力（ Shear stress);以螺栓(或铆钉)连接为例，连接处的失效形式有三种：;F;例3-7 如图所示螺栓连接，已知钢板的厚度t＝10mm，螺栓的许用切应力[t]=100MPa，许用挤压应力[sbs]=200MPa，F=28kN，试选择该螺栓的直径。;（3）按挤压强度条件设计螺栓直径d ;M;例3-9 两轴用凸缘联轴器相连接，在直径D＝150mm的圆周上均匀地分布着四个螺栓来传递力偶M。已知 ,凸缘厚度t=10mm，螺栓材料为Q235钢，其许用拉应力 ,凸缘厚度t=10mm。设计螺栓直径d。;（2）求内力。沿剪切面n-n（图c）将螺栓切开，由平衡方程可得