材料力学-拉压杆的强度条件及其应用课件.ppt
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- 关 键 词:
- 材料力学 拉压杆 强度 条件 及其 应用 课件
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1、 拉压杆的强度计算。拉压杆的强度计算。 教学要求:教学要求: 1、了解危险面、危险点的概念;、了解危险面、危险点的概念; 2、理解工作应力、极限应力、许用应力的、理解工作应力、极限应力、许用应力的 区别联系;区别联系; 3、掌握拉压杆的强度条件的三大应用。、掌握拉压杆的强度条件的三大应用。 重点:重点:拉压杆的强度计算拉压杆的强度计算。 难点:难点:拉压杆的强度条件的应用拉压杆的强度条件的应用。 学时安排:学时安排:2学时学时教学内容:教学内容:第四讲的第四讲的内容、要求、重难点内容、要求、重难点一、一、基本概念基本概念 1、三种应力、三种应力 (1)极限应力极限应力u:构件在外力作用下,当内
2、力达到一定数构件在外力作用下,当内力达到一定数值时,材料就会发生破坏,这时,材料内破坏点处对应的应值时,材料就会发生破坏,这时,材料内破坏点处对应的应力就称为危险应力或力就称为危险应力或极限应力极限应力。Mechanic of Materialse es s (MPa)2004000.10.2O低碳钢压缩应力低碳钢压缩应力应变曲线应变曲线低碳钢拉伸低碳钢拉伸应力应变曲线应力应变曲线ss2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算e eOs sbL灰铸铁的灰铸铁的拉伸曲线拉伸曲线s sby灰铸铁的灰铸铁的压缩曲线压缩曲线bs600600400400200200s s (MPa)塑性材
3、料塑性材料屈服极限屈服极限 作为塑性材料的极限应力。作为塑性材料的极限应力。 ss脆性材料脆性材料强度极限强度极限 作为脆性材料的极限应力。作为脆性材料的极限应力。 bs塑性材料塑性材料 (1.2,1.7)sn (3)许用应力:工程实际中材料安全、经济工作所允许的许用应力:工程实际中材料安全、经济工作所允许的理论上的最大值。理论上的最大值。 (2)工作应力:工作应力:构件在外力作用下正常工作时横截面上点构件在外力作用下正常工作时横截面上点的正应力的正应力 。NFAs (4)安全因素安全因素n:材料要有安全储备,:材料要有安全储备, n为为大于1的系数 1unss usnss,脆性材料脆性材料
4、ubnss,(2,3)bn 或更大Mechanic of Materials2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算确定安全系数要兼顾确定安全系数要兼顾经济与安全经济与安全,考虑以下几方面:,考虑以下几方面:(1 1)极限应力的差异;)极限应力的差异; (2 2)构件横截面尺寸的变异;)构件横截面尺寸的变异; (3 3)荷载的变异;)荷载的变异; (4 4)计算简图与实际结构的差异;)计算简图与实际结构的差异; (5 5)考虑强度储备。)考虑强度储备。标准强度与许用应力的比值,是构件工作的安全储备。标准强度与许用应力的比值,是构件工作的安全储备。讨论安全系数:讨论安全系数:Me
5、chanic of Materials2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算 (2)脆性构件在荷载作用下正常工作条件是:脆性构件在荷载作用下正常工作条件是: Mechanic of Materials(1)塑性构件在荷载作用下正常工作条件是:塑性构件在荷载作用下正常工作条件是: 3、强度条件:、强度条件: (5)危险面、危险点危险面、危险点 危险面:轴力绝对值最大、横截面最小、两者居中危险面:轴力绝对值最大、横截面最小、两者居中 危险点:危险横截面上各点正应力最大。危险点:危险横截面上各点正应力最大。 2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算Nmax,max
6、ssFAnsss工Nmax,max bbFAnsss工二、二、强度计算强度计算 对于轴向拉压构件,因 ,于是根据强度条件,我们可以解决-强度条件的三大应用:N/FAsNmax,max FAss工2、设计截面设计截面 (构件安全工作时的合理截面形状和大小构件安全工作时的合理截面形状和大小) 1、强度校核强度校核 (判断构件是否破坏判断构件是否破坏)N,maxFAs工3、许可载荷的确定许可载荷的确定 (构件最大承载能力的确定构件最大承载能力的确定)Mechanic of Materials2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算N,maxNFAFs工 强度校核强度校核 (判断构件是
7、否破坏判断构件是否破坏)Mechanic of Materials已知杆件的几何尺寸、受力大小以及许用应力,校已知杆件的几何尺寸、受力大小以及许用应力,校核杆件或结构的强度是否安全,也就是验证是否符核杆件或结构的强度是否安全,也就是验证是否符合强度条件。如果符合,则杆件或结构的强度是安合强度条件。如果符合,则杆件或结构的强度是安全的;否则,是不安全的。全的;否则,是不安全的。 ? ?2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算Nmaxmax FAss成立,安全拉压强度足够不成立,不安全或拉压强度不够设计截面设计截面 (构件安全工作时的合理截面形状和大小构件安全工作时的合理截面形状和
8、大小) Mechanic of Materials maxss2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算 NFAs NFAsMechanic of Materials maxss2-7 失效、安全因数和强度计算失效、安全因数和强度计算 NFAs NFAs N=FAs例例1、图示空心圆截面杆,外径图示空心圆截面杆,外径D18mm,内径,内径d15mm,承,承受轴向荷载受轴向荷载F22kN作用,材料的屈服应力作用,材料的屈服应力s235MPa,安全,安全因数因数n=1.5。试校核杆的强度。试校核杆的强度。 解:解: (1)杆件横截面上的正应力为杆件横截面上的正应力为:224FDdsF
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