工程力学（静力学与材料力学）教学课件作者顾晓勤第05章轴向拉伸和压缩+第二篇绪论第4节强度条件课件.ppt

第 4 节 强度条件 第五章 轴向拉伸和压缩 脆性材料制成的构件，在拉力作用下，当变形很小时就会突然断裂，脆性材料断裂时的应力即强度极限 ； 塑性材料制成的构件，在拉断之前已出现塑性变形，在不考虑塑性变形力学设计方法的情况下，考虑到构件不能保持原有的形状和尺寸，故认为它已不能正常工作，塑性材料到达屈服时的应力即屈服极限 。 脆性材料的强度极限 、塑性材料屈服极限 称为构件失效的极限应力。 一、材料的极限应力 二、安全系数的概念 为了保证构件具有足够的强度，构件在外力作用下的最大工作应力必须小于材料的极限应力。在强度计算中，把材料的极限应力除以一个1的系数 n — 称为安全系数，作为构件工作时所允许的最大应力，称为材料的许用应力，以[? ]表示。 安全系数的确定除了要考虑载荷变化，构件加工精度不够，计算不准确，工作环境的变化等因素外，还要考虑材料的性能差异（塑性材料或脆性材料）及材质的均匀性等。 二、安全系数的选取 安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制订，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下： 脆性材料 塑性材料 、 分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。 设计截面尺寸 强度校核 确定许用载荷 为了保证构件在外力作用下安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力，即： 强度计算三类问题 杆件受轴向拉伸或 压缩时的强度条件 三、轴向拉伸和压缩的强度计算 解：用截面法求链环每边截面上的轴力 例5-4 如图所示起重机的起重链条由圆钢制成，承受的最大拉力为 。已知圆钢材料为 Q235 钢，考虑到起重时链条可能承受冲击载荷，取许用应力 。若只考虑链环两边所受的拉力，试确定圆钢的直径 。 拉压强度条件 拉压强度条件 例5-5 如图所示一结构由钢杆1和铜杆2在A、B、C处铰接而成，在节点A点悬挂一个G = 20kN的重物。钢杆AB的横截面面积为A1 = 75mm2，铜杆的横截面 面积为A2 = 150mm2。材料的许用应力分别为[?1]=160 MPa，[?2] = 98MPa，试校核此结构的强度。 解： 1）求各杆的轴力： 取节点A为研究对象, 作出其受力图 1）求各杆的轴力 故：此结构的强度足够。 2）求各杆横截面上的应力 解得： 例5-6 如图所示，三角架受载荷F = 50kN作用，AC 杆是钢杆，其许用应力[?1] = 160MPa；BC杆的材料是木材，其许用应力[?2] = 8MPa，试设计两杆的横截面面积。 解： 1）求各杆的轴力： 取节点C为研究对象, 作出其受力图 1）求各杆的轴力 2）设计各杆的截面 解得： （拉） （压） 例5-8 如图所示的三角架由钢杆AC和木杆BC在A、B、C处铰接而成，钢杆AC的横截面面积 A1 = 12 cm2，许用应力[?1] = 160MPa，木杆BC的横截面面积A2 = 200cm2，许用应力[?2] = 8MPa，求C点允许起吊的最大载荷F为多少？ 解：取节点 C 为研究对 象，作出其受力图 1）求各杆的轴力 2）求许可的最大载荷F 解得： （拉） （压） 故： 第 4 节 强度条件 第五章 轴向拉伸和压缩