《变形与刚度计算》课件.pptxVIP

课程简介本课程深入探讨了变形与刚度的基本概念、原理与计算方法。涵盖了应变应力关系、弹性理论基础、轴向、弯曲、剪切和扭转变形计算等内容。同时还包括静定和超静定结构的变形和刚度计算方法。学习本课程可以掌握结构机械行为的基础知识和实际计算技能。T1byTAOBAO18K工作室

变形与刚度的基本概念1变形的定义物体在外力作用下的形状和尺寸发生改变的现象2变形的类型轴向变形、弯曲变形、剪切变形和扭转变形3刚度的定义物体抵抗变形的能力,反映了结构的硬度变形和刚度是机械设计中两个最基本的概念。变形描述了物体在外力作用下形状和尺寸的改变,包括轴向、弯曲、剪切和扭转等不同类型。而刚度则反映了物体抵抗变形的能力,是结构硬度的重要指标。理解这些基本概念是分析结构力学行为的重要基础。

应变与应力的关系1应变物体在外力作用下的形状和尺寸变化2应力物体内部受力的大小和分布3应变-应力关系是描述材料响应外力的关键应变和应力是描述材料力学行为的两个基本概念。应变反映了物体在外力作用下的形变状态,而应力则描述了物体内部受力的大小和分布。应变-应力关系是确定材料如何响应外力的关键,是进一步进行结构分析计算的基础。了解这种关系对于正确评估机械结构的变形和应力状态至关重要。

弹性理论基础胡克定律描述材料在弹性范围内应变与应力之间的线性关系。是机械分析的基础。应变能物体受外力作用时存储的内部应变能。可用于分析变形和断裂行为。弹性模量衡量材料抵抗拉伸或压缩的能力,决定材料的刚度。常见有杨氏模量等。泊松比描述材料在一个方向受压缩时在垂直方向的膨胀程度。决定材料的变形特性。

杆件的轴向变形1受拉应力当杆件受到拉力作用时,会沿轴向发生伸长变形。这种变形称为轴向拉伸变形。2受压应力当杆件受到压力作用时,会沿轴向发生缩短变形。这种变形称为轴向压缩变形。3变形计算轴向变形可以通过胡克定律和杨氏模量进行计算,获得杆件在轴向荷载作用下的变形量。

杆件的弯曲变形1弯曲应力当杆件受到垂直于轴向的外力作用时,将产生沿截面的弯曲应力分布。2弯曲变形在弯曲应力作用下,杆件会发生弯曲变形,即沿轴向呈现曲线形状。3计算方法通过弹性理论和截面特性,可以计算出杆件在弯曲载荷作用下的变形量。当杆件受到垂直于轴向的外力时,会在截面上产生弯曲应力分布。这种应力分布会导致杆件沿轴向呈现曲线形状,即发生弯曲变形。可以利用弹性理论和截面特性计算出杆件在弯曲载荷作用下的实际变形量。

杆件的剪切变形1剪切应力作用在杆件截面上的切向应力2剪切变形由剪切应力引起的截面内部错位变形3计算方法通过剪切模量和截面积计算出剪切变形量当杆件受到垂直于轴线的外力作用时,会在截面上产生剪切应力。这种剪切应力会导致杆件内部发生错位变形,即截面相对位置发生改变的现象,这就是剪切变形。可以利用剪切模量和截面积特性计算出杆件在剪切载荷作用下的实际变形量。

杆件的扭转变形1扭转应力当杆件受到沿轴向的扭矩作用时,会在截面上产生扭转应力分布。2扭转变形在扭转应力作用下,杆件会沿轴向产生扭转变形,呈现螺旋形状变形。3计算方法可根据扭转模量和截面特性,计算出杆件在扭矩作用下的扭转变形量。

复合载荷作用下的变形荷载合成当结构受到多种类型的外部载荷作用时,需要将其合成为等效的复合荷载。应力分析对于复合荷载作用下的结构,应当采用叠加原理分析各种应力成分的分布。变形计算通过综合考虑不同变形成分,采用变形叠加的方法计算出结构在复合荷载下的总变形。

静定结构的变形计算确定荷载状态首先分析静定结构上各种外部荷载的大小和作用位置。分解为基本变形将整个结构的变形分解为轴向、弯曲、剪切和扭转等基本变形成分。计算基本变形对于每种基本变形成分,利用相应的变形计算公式进行求解。叠加计算总变形将各基本变形成分的计算结果按照实际作用点位置进行总叠加,得出结构的总变形。

超静定结构的变形计算1确定荷载状态针对超静定结构,首先需要分析各种外部作用力的大小和作用点,确定整体的荷载状态。2确定内力分布利用力的平衡原理和几何兼容条件,确定各构件上的内力分布情况。3计算基本变形成分针对各内力成分,采用相应的公式计算出各构件的轴向、弯曲、剪切和扭转变形。4叠加计算总变形将各基本变形成分按照实际作用点位置合理叠加,得出整体结构的总变形量。

变形计算的一般步骤1确定荷载状态分析结构受到的各种外部载荷情况和作用点。2分解为基本变形将整体变形分解为轴向、弯曲、剪切和扭转等基本成分。3计算基本变形采用相应公式分别计算各基本变形成分。4叠加计算总变形将各基本变形成分按作用点位置进行合理叠加,得到总变形量。变形计算的一般步骤是：首先确定结构受到的外部荷载状态,包括荷载大小和作用位置。然后将整体变形分解为轴向、弯曲、剪切和扭转等基本变形成分,分别进行计算。最后将各基本变形成分按照作用点的位置关系进行叠加,得到