第2章2.1轴向拉伸与压缩.ppt

2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 极限应力：材料丧失正常工作能力的应力称为极限应力。 *塑性材料的极限应力为屈服极限—　　 *脆性材料的极限应力为强度极限— 许用应力：零件失效前，允许材料承受的最大应力称为许用应力。用 表示。 安全系数：为了保证零件的安全可靠，需要有一定的强度储备，为此用极限应力除以一个大于1的系数所得的商作为材料的许用应力 。这个系数称为安全系数。安全系数用字母n表示。*一般塑性材料的安全系数取n=1.5~2.0,脆性材料的安全系数取n=2.4~3.5。材料的许用应力可以通过查表得到。 1.极限应力、许用应力和安全系数： 失效：零件由于过量变形和破坏而失去正常工作能力称为失效。 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 2.拉伸与压缩时的强度计算 ： 拉压强度条件： 强度条件的作用： （1）强度校核 （2）选择截面尺寸 （3）确定许可载荷 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 例5 在如图所示的结构中，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： ，木材的许用应力为： ，试分别校核钢杆和木杆的强度。 B A F 30° C d a a 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 （1）计算AB、BC杆内力： B 30° x y F FNAB FNBC （2）校核AB、BC杆的强度： 结论：AB、BC杆的强度足够。 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 例6 某车间工人自制一台简易吊车，如图所示。已知在交接点B点吊起重物的最大重量为G=20KN，AB=2m, BC=1m。杆AB和CD均圆钢制作，钢材的许用应力： ，试求两杆所需直径。 B A F 60° C 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 （1）计算AB、BC杆内力： B y FN2 60° x F FN1 *取AB、CD杆的一部分以及铰链销钉为研究对象 （2）确定杆直径： （2）结论： 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 B A2 A D C A1 2a E a FP 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 A B 2a E a FP FN2 FN1 *取AB杆为研究对象 （2）计算AB、BC杆内力： （3）确定许可载荷[FP]： （1）确定AB、BC杆的许用轴力力： * 2.1轴向拉伸与压缩 1 2.1.2截面法、轴力与轴力图 2.1.3拉（压）杆横截面上的正应力 2.1.4轴向拉压杆变形和胡克定律 2.1.5材料在轴向拉伸与压缩时的力学性能 2.1.6构件拉伸与压缩时的强度计算 2 6 5 4 3 2.1.1轴向拉伸与压缩 变形特征：轴向伸长或缩短。 受力特征：外力合力的作用线与杆件的轴线重合。 2.1.1轴向拉伸与压缩 拉杆和压杆的特点 1、受力特点：外力或其合力的作用线沿杆轴 2、变形特点：主要变形为轴向伸长或缩短 3、轴向荷载（外力）：作用线沿杆件轴线的荷载 拉杆 压杆 F F F F F F 2.1.2截面法、轴力与轴力图 1.内力的概念 内力：杆件在外力的作用下产生变形，其内部的一部分对另一部分的作用力称为内力。 特点：外力越大，变形越大，因而内力也越大，但内力不可能无止境地随外力的增大而增大，总有个限度，一旦超过了这个限度，材料将发生破坏。因此，材料力学中，首先研究内力的计算，然后研究内力的限度，最后进行强度计算。 F I F F FN II I I部分给II部分的内力 FN F II II部分给I部分的内力 2.1.2截面法、轴力与轴力图 2.截面法： 截面法是分析杆件内力的唯一方法，截面法的分析步骤为： 求：求解所有外力，包括约束力 切：在需求内力的截面处，假想用一平面将构件截分为两部分。 抛：保留一段，弃去另一段。 代：以内力代替弃去部分对保留部分的作用。 平：对保留部分建立平衡方程，从而确立内力的大小和指向。 图：绘制轴力图，纵轴代表轴力，横轴代表轴的长度。 *轴力的正负号规则： 压缩—压力，其轴力为负值。方向指向所在截面。 拉伸— 拉力，其轴力为正值。方向背离所在截面。 2.1.2截面法、轴力与轴力图 例2.1如图所示为等截面直杆，已知：F1=15KN, F2=10KN,求指定截面1-1、2-2的轴力并画出杆的轴力图。 F2 F1 A B C 1 1 2 2 F2 FR A B C 1 1 2 2 1.求： F1 2.1.2截面法、轴力与轴力图 2.切 F2 FR A C 1 2 F1 1 2 F2 FR A C 1 2 F1 1 2 B B 2.1.2截面法、轴力与轴力图 F2 FR A C 1 2 F1 1 2 F2 FR