组合变形杆件的强度计算.ppt
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组合变形杆件的强度计算 * * 一、组合变形 :在复杂外载作用下,构件的变形会包含几种简单变形,当几种变形所对应的应力属同一量级时,不能忽略之,这类构件的变形称为组合变形。 R P M 80o P2 P1 z y x P2Z P2y 拉(压)弯组合变形 杆件同时受横向力和轴向力的作用而产生的变形。 的强度计算 1.分析内力,确定危险面: R P a P Ra 危险截面:固定端截面 2.分析危险截面的应力,确定危险点: σN=N / A σmax=M / Wz σmax= N / A+Mmax / Wz 3.强度条件: 单向应力状态 危险点 σmax= N / A+Mmax /Wz 图示一简易起重架由No.18工字钢和拉杆组成;滑车自重及载重共为P=25kN,梁AB的许用应力 [σ]=120 MPa;当滑车移动到梁中点时,校核梁AB的强度。 解: (1)研究AB,受力分析, (2)杆属压缩与弯曲的组合变形,画内力图; (3)危险截面:D截面,危险点:D截面的上边缘,最大压应力的值为: 查型钢表得:A=3060 mm2,W=185000 mm3, 强度是足够的 偏心拉伸和压缩 e P P P P M=Pe M=Pe e 偏心拉伸,拉弯组合 偏心压缩,压弯组合 强度条件: 图示钻床的立柱为铸铁制成,许用拉应力为[?t]=35MPa,若P=15kN,试确定立柱所需要的直径d。 解: (1)内力分析 (2)强度计算 先考虑弯曲应力 取立柱的直径d = 122mm,校核其强度 所以立柱满足强度要求。 承受偏心载荷的矩形截面杆如图所示,用实验方法测得杆二侧的纵向应变分别是εa=1×10-3 和εb=0.4×10-3 ,材料的弹性模量E=210GPa ;求拉力P和偏心矩e的值。??????????????????????????? 解: (1)将外力向轴线简化,如下图所示; ????????????????????????????????????????????????????????????????? 其中:M=Pe,这属于拉弯组合变形; (2)求出a、b点的应力;??????????????????????????? (3)二点均属单向应力状态,求出二点的轴向应变; ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (4)解方程组?得:??????????????????????????? P x y z P My x y z P My Mz P MZ My 应力分析: x y z P My Mz 解: 图示不等截面与等截面杆,受力P=350kN,试分别求出两柱内的绝对值最大正应力。 图(1) 图(2) P 300 200 200 P 200 200 M P P d 斜弯曲 内力分析 PsinΦ.l x y PcosΦ.l x z 2.危险面的应力分析 、 D1 D2 D1 D2 D1、D2两点为梁的危险点 D1、D2两危险点处,只有正应力,强度条件: 图示悬臂梁,承受载荷F1与F2作用,已知F1=800N, F2=1.6KN,l=1m,许用应力 〔σ〕=180Mpa,试分别在下列两种情况下,校核梁的强度。 1)截面为矩形,h=2b=80mm; 2)截面为圆形,d=60mm。 b h d F1 F2 l l E F 2 F1 l x y y z F2 l 梁在F1、F2作用下,分别在水平方位及 铅垂方位产生对称弯曲,其各自的弯矩图: 解: (1).内力分析 (2)求危险面上的最大正应力,校核强度 A.梁横截面为矩形,危险面上的最大正应力发生在E、F两点处,其值为 B.梁横截面为圆形 b h d F1 F2 l l 2 F1 l x y y z F2 l 求危险面上的合弯矩,依然产生平面弯曲 Mx Mz M合 P 弯扭组合变形的强度计算 m 1.分析内力,确定危险面 m Pa a 2.分析危险面的应力,确定危险点 危险面:固定端截面 σ τ σ τ A B A B σ τ σ τ A B 3.应用强度理论建立强度条件: ①外力分析:外力分解并向形心简化。 ②内力分析:每个外力分量对应的内力方程和内力图,确定危 险面。 ③应力分析:建立强度条件。 弯扭组合问题的求解步骤: 图示空心圆杆,内径d=24mm,外径D=30mm,P1=600N,[?]
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