工程力学 赵永刚第2版 课件 第11、12章压杆稳定、 动荷应力和交变应力.pptx

循环特性r在交变应力的研究中，为了描述应力随时间的变化情况，通常把由最大应力?max变到最小应力?min，再由最小应力?min变回到最大应力?max的过程，称之为一个应力循环。把一个应力循环中最小应力与最大应力之比值称为循环特性，用r表示，即常见的交变应力循环有对称循环，循环特性r=-1。脉动循环循环特性r=0疲劳破坏的特点是破坏时应力很低，其破坏应力值远低于静强度指标，且破坏时没有明显的塑性变形，即使在静载作用下塑性很好的材料，也常常会在材料的屈服点以下发生突然断裂，其断口一般会清楚地显示出断裂裂纹的形成、扩展和最后断裂三个区域12.2.2疲劳破坏的特点及原因由于疲劳破坏与静载作用下的强度破坏有着本质的差别。所以静应力下的强度指标不能作为疲劳破坏的计算依据。材料在交变应力作用下的强度计算依据是材料在经过无限多次应力循环后不发生疲劳破坏的最大应力值，称为材料的持久极限，用?r表示。12.2.3材料的持久极限构件外形的影响构件截面尺寸的影响构件表面加工质量的影响影响构件持久极限的主要因素综合考虑以上三种主要因素，则在对称循环下构件的持久极限表示为或目前在机械设计中，通常将疲劳强度设计准则写成比较安全因数的形式构件在对称循环弯曲或拉压时************第11章压杆稳定11.1压杆稳定性的概念10.2压杆临界载荷和临界应力10.3压杆稳定性计算11.4提高压杆稳定性的措施构件的承载能力：①强度②刚度③稳定性压杆:受压力的二力杆。11.1压杆稳定性的概念压杆的稳定性：压杆保持其原有直线平衡状态的能力。P压杆的临界力：1.压杆的稳定平衡与不稳定平衡：2.临界力：压杆处于稳定平衡与不稳定平衡间的临界平衡状态时，压杆所受的轴向压力。稳定平衡不稳定平衡3.压杆失稳：4.压杆的临界压力稳定平衡不稳定平衡临界状态临界压力:Fcr11.2压杆临界载荷和临界应力11.2.1临界载荷的欧拉公式11.2.2临界应力的欧拉公式μl称为计算长度，μ称为长度系数综合地反映了压杆长度、截面形状与尺寸以及支承情况对临界应力的影响。11.2.3欧拉公式的适应范围或若令则上述适用范围又可写成是对应与材料的比例极限的柔度值，数值不同。不同材料的压杆其1、大柔度杆：2、中柔度杆：条件的的压杆称为中柔度杆满足中柔度杆的临界应力计算直线型经验公式3、小柔度杆：其临界应力11.2.4压杆按柔度分类及临界载荷的计算为了保证压杆的直线平衡位置是稳定的，并具有一定的安全度，必须使压杆在轴向所受的工作载荷或应力满足如下条件11.3压杆稳定性计算或在工程上常采用安全因数法。采用安全因数法时，稳定性设计准则一般表示为≥为规定的稳定安全因数11.4提高压杆稳定性的措施1.减小压杆长度2.合理选择压杆截面形状3.改变压杆约束条件4.选用弹性模量大的材料第12章动荷应力与交变应力12.1动荷应力10.2交变应力如果作用在构件上的载荷随时间有显著的变化，或在载荷作用下构件上各点有显著的加速度，这种载荷即称为动载荷。12.1动荷应力12.1.1构件作等加速直线运动时的动荷应力与变形根据以上得出的动荷应力，可写出其强度设计准则为当具有一定速度的运动物体碰到静止的构件时，物体和构件间会产生很大的作用力，这种现象称为冲击。如汽锤锻造工件、落锤打桩、金属冲压加工、铆钉枪铆接、高速转动的传动轴制动等，都是冲击的一些工程实例。12.1.2构件受冲击时的动荷应力12.2交变应力12.2.1交变应力的概念工程实际中，很多构件受到随时间作周期性变化应力的作用，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力。如图所示的火车轮轴受到来自车厢的重力G的作用，由于轮轴的转动，点c的弯曲正应力也随时间按正弦规律变化。************