二力杆拉伸和压缩- 杆件拉伸和压缩时的强度计算-17332.pptx

机械设计基础教研室二力杆拉伸和压缩——杆件拉伸和压缩时的强度计算

知识目标能力目标素养目标掌握不同情况下杆件拉伸和压缩时的强度计算方法能够根据不同情况确定机构的许可载荷、设计杆件的截面尺寸、以及校核构件强度培养学生灵活运用知识解决实际问题的能力培养学生书写规范、计算认真，注重细节的习惯教学目标

一、概述断裂是脆性材料破坏的标志塑性材料工作应力达到屈服极限σs杆件出现显著的塑性变形塑性变形是塑性材料破坏的标志脆性材料工作应力达到强度极限σb杆件发生断裂破坏极限应力：材料丧失正常工作能力时的应力。

一、概述许用应力：构件安全工作时材料允许承受的最大应力。塑性材料：脆性材料：其中，ns和nb是安全系数：ns=1.2~2.5，nb=2.0~3.5 构件的工作应力必须小于材料的许用应力。

二、强度条件强度条件：为了使构件不发生拉(压)破坏，保证构件安全工作的条件是：最大工作应力不超过材料的许用应力。校核强度设计截面确定许可载荷

二、强度条件校核强度设计截面确定许用载荷对于初步设计的构件，校核是否满足强度条件。若强度不足，需要修改设计。选定材料，已知构件所承受载荷时，设计满足强度要求的构件的截面面积和尺寸。已知构件的几何尺寸和许用应力时，计算结构或构件所允许承受的最大载荷。

三、强度计算例1：图示M12的吊环螺钉小径d1=10.1mm，材料的许用应力[σ]＝80MPa，试计算此螺钉能吊起的最大重量Q。

三、强度计算例1：图示M12的吊环螺钉小径d1=10.1mm，材料的许用应力[σ]＝80MPa，试计算此螺钉能吊起的最大重量Q。解：根据强度计算公式：因此：此螺钉能吊起的最大重量为6406N计算认真书写规范严谨的科学素养

三、强度计算例2：一托架如图所示，若AB为直径30mm的圆杆，许用应力为170Mpa，AC为矩形截面杆，截面尺寸为b*h=60mm*120mm，许用应力为10MPa，试确定结构A点竖直方向的许用载荷F。30°AFBC铸铁钢

三、强度计算解：30°AFBC铸铁钢1.计算两杆的轴力分析节点A受力：∑Fx=0-FAB-FBCcos30°=0∑Fy=0-FBCsin30°-F=030°AFFBCFAB2.求满足AB杆和BC杆强度条件的许用载荷F解得：解得：F≤69.4kN解得：F≤36kN比较可得整个结构的许用载荷为36kN

三、强度计算例3：图示钢拉杆受轴向载荷F=40kN，材料的许用应力[σ]＝100MPa，横截面为矩形，其中h=2b，试设计拉杆的截面尺寸h、b。hbFF

三、强度计算解：hbFFA=b*h=b*2b=2b2根据已知条件：根据强度条件反推拉杆的截面积A：其中，F单位：N，σ单位：Mpa，A单位：mm2bmin=14.14mm，hmin=28.28mm

三、强度计算例4：如图所示为一个三角支架，已知：杆AC为圆截面钢杆，许用应力[σ]＝170MPa；杆BC是正方形截面木杆，许用应力[σ]＝12MPa；荷载F=60kN。试选择钢杆的直径d和木杆的边长a。AFCB3m2m

三、强度计算解：AFCB3m2m1.计算两杆的轴力分析节点C受力：∑Fx=0FAC+FBCcosα=0∑Fy=0FBCsinα+F=0解得：根据三角函数定理可得，在三角形ABC中：αFCFBCFACαFAC=90kNFBC=108.2kN

三、强度计算解：AFCB3m2m2.计算杆件许用截面积FCFBCFACαα圆截面钢杆AC：求得：d≥27mm正方形截面木杆BC：求得：a≥95mm因此钢杆的直径d至少为27mm，木杆的边长a至少为95mm。

小结校核强度设计截面确定许用载荷

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