第一章制药机械力学基础新.ppt

一 剪切的概念 剪切有如下特点： 受力特点: 在构件上作用大小相等、方向相反、相距很近的两个力P。 变形特点: 在两力之间的截面上，构件上部对其下部将沿外力作用方向发生错动；在剪断前，两力作用线间的小矩形变成平行四边形。 第六十二页，共一百零二页。 二 剪力、剪应力与剪切强度条件 剪力：内力Q平行于横截面，称为剪力 第六十三页，共一百零二页。 剪应力： τ—剪应力，MPa ； A—受剪切的面积，mm2 ； Q—受剪面上的剪力，N。 剪切强度条件 塑性材料[τ] =(0．6～0．8)[σ]； 脆性材料[τ] =(0．8～1．0) [σ] 第六十四页，共一百零二页。 例1—8如图所示，某一起重吊钩起吊重物P=100 000 N，销钉的材料是16Mn ，其[τ]=140Mpa。试求销钉的直径d是多少才能保证安全起吊。 (1)对销钉进行受力分析 (2)计算销钉直径d 第六十五页，共一百零二页。 三 挤压的概念和强度条件 第六十六页，共一百零二页。 1 挤压的概念 从图1-44(a)中可以看出，螺栓在受剪切的同时，在螺栓与钢板的接触面上还受到压力P的作用，这种局部接触面受压称为挤压。若挤压力过大，钢板孔边内挤压处可产生塑性 变形，这是工程中所不允许的，故考虑构件受剪切的同时还必须考虑挤压。 第六十七页，共一百零二页。 挤压应力的计算公式: 当接触面为曲面时，为简化计算，采用接触面在垂直于外力方向的投影面积作为挤压面积。 第六十八页，共一百零二页。 2 挤压强度条件 σ jy —表示材料的许用挤压应力。 塑性材料σ jy =(1．7~2．0) [σ] ； 脆性材料σ jy =(2．0～2．5) [σ] 。 提示！ 若相互挤压的两物体是两种不同的材料，则只需对强度较弱的物体校核挤压强度即可。 对于受剪构件的强度计算，必须既满足剪切强度又满足挤压强度条件，构件才能安全工作。 第六十九页，共一百零二页。 四 剪切变形和剪切虎克定律 剪切变形、剪应变 构件受剪切时，两力之间的小矩形abcd变成平行四边形abc?d?。直 角dab变成锐角dab，而直角所改变的角度γ称为剪应变，用以衡量剪切变形之大小。 剪切虎克定律 G——称为剪切弹性模量，MPa。它表示材料抵抗剪切变形的能力，随材料不同而异。低碳钢G=8.0104Mpa 第七十页，共一百零二页。 一 扭转概念 二 外力偶矩的计算 三 扭矩的计算 四 圆轴扭转时的应力 五 圆轴扭转时的强度和刚度条件 第四节 扭转 第七十一页，共一百零二页。 一 扭转概念 在一对大小相等，转向相反，且作用平面垂直于杆件轴线的力偶作用下，杆件上的各个横截面发生相对转动，这种变形称为扭转变形。 第七十二页，共一百零二页。 2 力偶 (1)力偶的概念 力学上把一对大小相等、方向相反，作用线平行且不重合的力组成的力系称为力偶。力偶中两个力所在的平面称为力偶的作用面，两力作用线之间的垂直距离d称为力偶臂。 M = M (F，Fˊ) = ±Fd 第三十页，共一百零二页。 通常 规定：使物体产生逆时针旋转的力偶矩为 正值；反之为负值。 单 位: 牛顿·米(N·m)或千牛顿·米(kN·m)。 力偶三要素 : 力偶矩的大小、转向和力偶作用面 的方位 。 第三十一页，共一百零二页。 (2)力偶的性质 力偶无合力 力偶的转动效应与矩心的位置无关 力偶的等效性 第三十二页，共一百零二页。 （3）平面力偶系的合成与平衡 平面力偶系合成的结果为一合力偶，其合力偶矩等于各分力偶的代数和。即 M=m1 + m2 +……+ mn=∑m 平衡方程: M=Σm = 0 第三十三页，共一百零二页。 例1—5 如图所示的一级圆柱齿轮减速器中，已知在输入轴I上作用有力偶矩了T1=-500Nm，在输出轴Ⅱ上作用有阻力偶矩T2=2000N·m，地脚螺钉A和B相距l=800mm，不计摩擦和减速器自重，求A、B处的法向约束力。 解 1)取减速器为研究对象。 2)受力分析和受力图。 3)列平衡方程并求解。 T1+T2+(-FAl)=0 第三十四页，共一百零二页。 五 平面一般力系 1 力的平移 2 平面一般力系的简化 3