拉伸与压缩-内力应力强度条件.ppt

赠言： 博学之，审问之， 慎思之，明辩之，笃行之。 子思《中庸》 第七章 拉伸与压缩 Axial Tension and Compression 1.桥的拉杆 第一节 拉（压）杆的强度计算 一、 内力与截面法 内力是指在外力作用下构件内部各部分之间的相互作用力。弹性体受力后，由于变形，其内部各点均会发生相对位移，因而产生相互作用力。--“附加内力”。 内力，一般是看不见的，只有通过一个假想面把它截开之后才能看出来。 内力的特征：（1）连续分布力系；（2）与外力组成平衡力系(特殊情形下内力本身形成自相平衡力系) 。 2、截面法 为了显示出构件在外力作用下某截面上的内力，可假想地用一截面将构件在该处切开，分成左右两部分，一部分对另一部分的作用力以截开面上的内力来代替。 由于构件处于平衡状态，因而构件上的已知外力和内力之合也应保持平衡。 通过平衡方程（ΣF＝0; ΣM＝0)可以求出未知内力。 3、拉压杆内力的计算 轴力 例 1 画出图示直杆的轴力图。 例 1 画出图示直杆的轴力图。 例 1 画出图示直杆的轴力图。 例 1 画出图示直杆的轴力图。 例 1 画出图示直杆的轴力图。 例 1 画出图示直杆的轴力图。 二、应力 应力是指内力在截面上分布的集度。 例如，两根材料相同的拉杆，一根较粗，一根较细，两者同时增加相同的拉力，细杆将先被拉断。这表明，虽然两杆截面上的内力相等，但内力的分布集度并不相同，细杆截面上内力分布的集度比粗杆的内力集度大。 工程构件，大 多数情形下内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。 在横截面上取微元ΔA，可得正应力和切应力的表达式如下 2、拉压杆横截面上的正应力 2、拉压杆横截面上的正应力 2.正应力公式 2.正应力公式 三、拉压杆的强度计算 1、工作应力 构件在外载荷作用下所产生的横截面上的正应力 2、许用应力 确定安全系数时应该考虑的因素一般有：(1)载荷估计的准确性；(2)简化过程和计算方法的精确性；(3)材料的均匀性和材料性能数据的可靠性；(4)构件的重要性。 此外，还要考虑到零件的工作条件，减轻自重和其它意外因素等。在一般构件的设计中，以屈服极限作为极限应力时的安全系数为ｎs，通常为1.5～2.0；以强度极限作为极限应力时的安全系数为ｎb,通常为2.0～5.0。 例2 悬臂吊车简图，斜杆AB直径d=20mm，载荷Q=15kN，钢材许用应力[σ]=120MPa。当载荷移至A点时，校核斜杆的强度。 例 3 某冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压时，连杆AB在水平位置。已知：h=1.4b，[?]=90MPa， F=3780kN，不计自重。试确定连杆的矩形截面尺寸。 例 3 某冷镦机的曲柄滑块机构如图所示。镦压时，连杆AB在水平位置。已知：h=1.4b，[?]=90MPa， F=3780kN，不计自重。试确定连杆的矩形截面尺寸。 作业： 7－1,7-2，7－5 * * 工程实例 2.挖掘机的顶杆 3.火车卧铺的撑杆 4.广告牌的立柱与灯杆 6.网架结构中的杆 5.小亭的立柱 工程实例 轴向拉伸 线方向伸长 的变形形式 ——载荷的作用线与杆的轴线重合，使杆产生沿轴 轴向压缩 （缩短） 第七章 拉伸与压缩 1、内力 轴力FN、剪力FQ、扭矩Mx、弯矩MB都会产生对应的变形效应 由? Fx = 0： 得到 1- 截开取半 2- 附加内力 3- 平衡求解 轴力的符号规定： —— 作用线与杆的轴线重合的内力 背离截面为 + ，指向截面为 - 。 轴力图 ——轴力沿轴线变化的图线 4、轴力与轴力图 解： 1-1截面： 求得： 1.求轴力 由?Fx= 0： 2-2截面： 求得： 由?Fx = 0： 解： 1-1截面： 1.求轴力 求得： 由?Fx = 0： 3-3截面： 2-2截面： 解： 1-1截面： 1.求轴力 3-3截面： 2-2截面： 解： 1-1截面： 1.求轴力 讨论： 1．在求内力时，能否将外力进行平移 ？ 注意： 1．在用截面法求内力时不能随意进行力的平移； 2．用截面法一次只能求出一个截面上的内力。 2．能否一次求出两个截面上的内力 ？ 轴力图不仅能显示出各段的轴力大小 2.作轴力图 而且能显示出各段的变形是拉伸还是压缩 3-3截面： 2-2截面： 解： 1-1截面： 1.求轴力 轴力图不仅能显示出各段的轴力大小 2.作