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第1章理论力学基础构件的静力分析,静力学基础,任务1,平面汇交力系,任务2,力矩、力偶和平面力偶系,任务3,平面任意力系,任务4,空间力系简介*,任务5,任务1静力学基础,阶段1静力分析的基本概念阶段2静力学公理阶段3约束与约束反力阶段4物体的受力分析和受力图阶段5平面力系的概念,阶段1静力分析的基本概念,1力的定义:

力是物体间的相互机械作用。

力对物体的效应有运动效应和变形效应(外效应和内效应)。

2力的三要素及表达方法:

力的大小、方向和作用点,这三者被称为力的三要素。

力是一个既有大小又有方向的物理量,所以力是矢量可以用一条有向线段表示力矢量。

线段的长度(按一定比例尺)表示力的大小;线段的方位和箭头表示力的方向;线段的起始点(或终点)表示力的作用点;通过力的作用点,沿力的方向所画的直线,称为力的作用线(见下图),3刚体:

所谓刚体,是指在力作用下,大小和形状保持不变的物体。

这是一个抽象化的理想的力学模型。

在工程实际中常用的构件材料,如钢、铸铁、混凝土、木材及陶瓷等,在一般力的作用下产生的变形很小。

如果微小变形对所研究物体的平衡问题不起主要作用,可以忽略不计,这样可以使问题的研究大为简化。

在静力学中,常把研究的物体视为刚体。

4平衡:

平衡是指物体相对于地球保持静止或作匀速直线运动的状态。

若一力系施加于物体并使物体处于平衡状态,则该力系称为平衡力系。

力系是指作用于刚体上的一组力。

使物体平衡的力系满足的条件称为力系的平衡条件。

静力学是研究物体处于平衡状态时所受各力之间关系的一门科学。

5受力图:

在实际工程中,为了便于对物体进行受力的分析,常常把物体从限制其运动的周围物体中分离出来,画出其简图,然后在图中用矢量的表示方法画出物体的受力情况,这样的图称为受力图。

阶段2静力学公理,公理1二力平衡公理:

作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要与充分条件是:

这两个力大小相等,方向相反,且作用在同一条直线上。

工程上只受两个力作用而平衡的刚体,称为二力构件,当构件呈杆状时称为二力杆。

二力构件平衡时,其所受的两个力必沿两力作用点的连线,且等值,反向。

公理2加减平衡力系公理在作用着已知力系的刚体上,加上或者减去任意的一个平衡力系,并不改变原力系对刚体的作用效果。

推论:

力的可传性原理作用在刚体上的力可沿其的作用线移动,而不会改变该力对刚体的作用效应。

公理3力的平行四边形公理作用于刚体上某一点(汇交点)的两个力可以合成为一个合力。

其合力也作用在汇交点上,合力的方向和大小由两个已知力为邻边所构成的平行四边形的对角线来确定。

推论三力平衡汇交定理若刚体受到同一平面内互不平行的三个力的作用而平衡,则三个力的作用线必汇交于一点。

公理4作用与反作用公理两物体间的作用力与反作用力总是同时存在,且大小相等、方向相反、沿同一条直线,分别作用在两个物体上。

阶段3约束与约束反力,1约束与约束反力的概念:

凡是因为受到周围其它物体的限制而不能做任意运动的物体称为非自由体或叫被约束体。

如天花板上挂着的灯泡、机车、机床的刀具等。

凡是限制某些物体运动的其它物体,称为约束。

如灯绳对灯泡,桌子对放在桌子上的物体,铁轨对于机车、轴承对于电机转子、机床刀夹对于刀具等,都是约束。

约束对非自由体的限制作用实质上就是力的作用,这种力称为约束反力,简称反力。

由于约束的作用是限制物体的运动,所以约束反力的方向总与该约束所能限制的运动方向相反,其作用点在约束和被约束物体相互连接或接触点之处。

2常见约束的类型和约束反力的确定

(1)柔性约束(柔索)由钢丝绳、绳索、链条、传送带等非刚性体所形成的约束称柔性约束。

柔性约束产生的约束反力只能是拉力,所以该约束反力作用在接触点处,方向沿着柔体的中心线背离被约束物体,通常用T或表示,,

(2)光滑面约束物体与光滑面形成点、线、面刚性接触(接触面间摩擦力很小,忽略不计)所形成的约束,称为光滑面约束。

光滑面约束的约束反力是支撑力或压力,其方向沿接触面的公法线指向被约束物体。

此类约束反力也称为法向反力,通常用N或表示。

(3)光滑铰链约束工程上铰链常见结构是:

用圆柱形销钉将两个开有销钉孔的零件连接起来,形成一种可动连接,这时销钉只能限制两零件相对移动而不能限制它们的相对转动。

忽略销钉与被约束两零件接触面间很小的摩擦,称为光滑铰链约束。

工程上光滑圆柱铰链约束又分为三种约束形式:

中间铰链约束;固定铰链支座约束和活动铰链支座约束。

其受力如下图:

中间铰链约束及约束反力,固定铰链约束及约束反力,活动铰链约束及约束反力,(4)固定端约束物体的一部分嵌于另一物体所构成的约束,称为固定端约束。

如车床刀架上的刀具,卡盘上的工件等都属于这种约束。

固定端约束的构件可以用一端插入刚体的悬臂梁来表示,这种约束限制物体沿任何方向的移动和转动。

其约束作用包括限制移动的两个正交约束反力、和限制转动的约束反力偶,阶段4物体的受力分析和受力图,物体的受力分析就是将研究对象从周围的约束中分离出来(也叫解除了约束),分析其所受到的主动力和约束反力,分析各力的作用点、方向及大小的过程。

我们就将这种因解除了约束,而被人为认为成自由体的构件称为分离体。

将分离体上所受的全部主动力和约束反力以力矢表示在分离体上,如此所得到的图形,就称为受力图。

画受力图的具体步骤如下:

1)明确研究对象,单独画出分离体;,在分离体上画出所有的主动力;根据约束类型,在分离体上画出相应的全部约束反力。

例题讲解:

例题1-1:

如图1-21(a)所示,一匀质球体,球心为O,重力为G,用绳索系在天花板上,同时靠在光滑的墙面上(不计球与墙间的摩擦力),试分析球体的受力情况,并画出受力图。

例题讲解:

例题1-2:

如图1-22(a)所示重W的均质圆球O,由杆AB、绳索CD与墙支持,各处摩擦不计,试分别画出球O与杆AB的受力图。

例题讲解:

例题1-3:

如图1-23(a),折梯的AB、AC杆在A点用铰链连接,并在D、E两点用水平线绳相连。

梯子的AB杆上有铅垂载荷,不计梯子自重和接触面的摩擦。

试画AB、AC杆的受力图。

例题讲解:

例题1-4:

如图1-24(a)所示结构,由杆AC、CD与滑轮B铰接组成。

重物W用绳子挂在滑轮上。

杆、滑轮及绳子的自重不计,并忽略摩擦,试分别画出滑轮B、重物W、杆AC、CD及整体的受力图。

阶段5平面力系的概念,静力分析的主要问题是力系的合成与平衡。

通过对构件或物体进行受力分析及简化力系,利用构件(或物体)的平衡条件,由已知力求未知力的大小和确定未知力的方向。

力系有各种不同的类型。

按照力系中各力是否在同一平面内,将力系分为平面力系和空间力系。

平面力系各力作用线都在同一平面内的力系空间力系各力作用线不同在同一平面内的力系。

平面力系中按照力系中各力是否相交或平行,将力系分为平面汇交力系、平面力偶系、平面平行力系和平面任意力系。

平面汇交力系、平面力偶系、平面平行力系是平面任意力系的特例。

平面汇交力系在同一平面内,各的力的作用线相交于一点的力系。

平面力偶系在同一平面内,由若干力偶所组成的力系。

平面平行力系在同一平面内,各的力的作用线相互平行的力系。

平面任意力系在同一平面内,各力的作用线既不完全交于一点又不完全平行的力系。

任务2平面汇交力系,阶段1平面汇交力系的合成与简化阶段2平面汇交力系的平衡条件,阶段1平面汇交力系的合成与简化,1平面汇交力系合成的几何法:

(1)两个力的合成平行四边形法则或力的三角形法,合力的矢量式为:

(2)任意个汇交力的合成力的多边形法则,合力的矢量式为:

2平面汇交力系合成的解析法:

(1)力的分解按照平行四边形法则,两个共作用点的力,可以合成为一个合力,解是唯一的;但反过来,要将一个已知力分解为两个力,如无足够的条件限制,其解将是不定的。

(2)力在直角坐标轴上的投影设刚体的某点A作用一力F,在F的平面内建立直角坐标系xoy,从力F的两端分别x和y轴作垂线,得线段ab和a1b2,如下图。

则线段ab和a1b2分别为力F在x和y轴上的投影的大小,分别以Fx和Fy表示。

(3)力矢F与它在直角坐标轴上的投影Fx、Fy的对应关系,已知力矢F的大小为F,它与x轴所夹的锐角为,则力F在直角坐标轴上的投影Fx、Fy为:

若已知力F在直角坐标轴上的投影Fx、Fy,则该力的大小和方向为,力F的方向由Fx、Fy的正、负号确定:

(4)合力投影定理,合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。

(5)平面汇交力系合成的解析法求合力的步骤建立直角坐标系,将力系中所有的力向两坐标轴投影,利用合力投影定理求出两坐标轴所有投影的代数和。

由公式确定合力F的大小,由及投影Fx、Fy的正、负符号确定力F的方向。

阶段2平面汇交力系的平衡条件,平面汇交力系可以合成为一个合力,即平面汇交力系可用其合力来代替。

显然,如果物体处于平衡状态,此合力等于零,反之亦然。

所以平面汇交力系平衡的充分和必要条件是该力系的合力F等于零。

即,平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件如下:

1平面汇交力系平衡的几何条件:

力系中各力组成的力多边形自行封闭。

平面汇交力系平衡的几何条件和解析条件如下:

2平面汇交力系平衡的解析条件:

力系中所有各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零。

称为平面汇交力系的平衡方程。

例题讲解:

例题1-5:

如图1-32所示,为一吊环受到三条钢丝的拉力作用。

已知F1=2KN,水平向左;F2=5KN;与水平直线成30角;F3=3KN,铅直向下。

求这三个力的合力,例题1-6:

如图1-33所示,为一简易起重机装置,重量G=2kN的重物吊在钢丝绳的一端,钢丝绳的另一端跨过定滑轮A,绕在绞车D的鼓轮上,定滑轮用直杆AB和AC支承,定滑轮半径较小,大小可忽略不计,定滑轮、直杆以及钢丝绳的重量不计,各处接触都为光滑。

试求当重物被匀速提升时,杆AB、AC所受的力。

任务3力矩、力偶和平面力偶系,阶段1力矩的概念阶段2合力矩定理阶段3力偶与力偶矩阶段4平面力偶系的合成与平衡,阶段1力矩的概念,力F使物体绕O点转动的效应,称为力F对O点之矩(简称力矩),以符号Mo(F)来表示,其大小用乘积Fd来度量。

即其中:

O点称为力矩中心,简称矩心;O点到力F作用线的垂直距离d称为力臂。

力矩是一个代数量,其正负号用来说明力矩的转动方向。

一般地,规定:

力使物体绕矩心作逆时针方向转动时,力矩取正号;反之,取负号。

力矩的单位是Nm或KNm。

例题讲解:

例题1-7:

汽车操纵系统的踏板装置如图1-35所示,已知a=380mm,b=50mm,=60,阻力F=1700N,驾驶员脚的蹬力Fp=193.7N。

求阻力F和蹬力Fp对点O的力矩.,解由力矩的计算公式,可得,阶段2合力矩定理,平面汇交力系的合力对平面内任意一点的力矩,等于各分力对该点力矩的代数和。

例题讲解:

例题1-8:

如图1-37所示,构件OBC的O端为铰链支座约束,力F作用于C点,其方向角为,又知OB=l,BC=h,求力F对O点的力矩。

阶段3力偶与力偶矩,1力偶:

力学上把作用在同一物体上的等值、反向、不共线的两个平行力,称为力偶,用符号表示。

力偶中两力所在的平面称为力偶作用面,两力作用线间的垂直距离,称为力偶臂,用d表示。

实践证明,力偶只能使刚体产生转动的效应。

力偶使刚体产生的转动效应可以用力偶矩来度量。

记作M或,2力偶矩:

力偶矩正负号规定:

力偶逆时针转向时,力偶矩为正,反之为负。

力偶矩的单位是Nm。

力偶矩同力矩一样,是一代数量。

力偶无合力。

由于组成力偶的两个力等值,反向,它们在任一坐标轴上的投影的代数和恒等于零,因此,力偶对物体只有转动效应而无移动效应。

力偶不能合成为一个力,也不能用一个力来平衡而只能用力偶平衡。

力和力偶是组成力系的两个基本物理量。

力偶的三要素大小、转向和作用平面。

力偶对其作用平面内任一点的力矩,恒等于其力偶矩。

与矩心的位置无关。

3力偶的性质:

同平面内的两个力偶,如果力偶矩大小相等,力偶转向相同,则两力偶等效。

4力偶的等效性:

阶段4平面力偶系的合成与平衡,平面力偶系可以合成一个合力偶,合力偶的矩等于各分力偶矩的代数和。

即,平面力偶系的合成的结果为一个合力偶,因而要使力偶系平衡,则合力偶矩等于零,即,例题讲解:

例题1-9:

如下图所示,梁AB受一主动力偶作用,其力偶矩M=100Nm,梁长l=5m,梁的自重不计,求两支座的约束反力。

例题1-10:

如下图所示,电机轴通过联轴器与工件相连接,联轴器上四个螺栓A、B、C、D的孔心均匀地分布在同一圆周上,此圆周的直径d=150mm,电机轴传给联轴器的力偶矩M=2.5kNm,求每个螺栓所受的力。

任务4平面任意力系,阶段1力的平移定理阶段2平面任意力系的简化阶段3平面任意力系的平衡条件与平衡方程阶段4平面任意力系平衡方程的应用阶段5物系的平衡,阶段1力的平移定理,力的平移定理:

作用于刚体上的力矢可以平行移动到任一点,但必须同时附加一个力偶,其力偶矩的大小等于原来力对新作用点之矩。

平移前的一个力与平移后的一个力加一个力偶等效。

阶段2平面任意力系的简化,平面任意力系向平面任意一点简化,一般可以得到一个作用在简化中心的主矢和一个作用于原平面的主矩。

主矢等于原力系各力的矢量和,主矩等于原力系各力对简化中心之矩的代数和。

阶段3平面任意力系的平衡条件与平衡方程,平面任意力系平衡的充要条件为:

力系的主矢和力系对任一点的主矩为零。

即:

将力系放到直角坐标系中研究,由此得到平面任意力系的平衡方程为:

阶段4平面任意力系平衡方程的应用,应用平面力系的平衡方程来解决工程上的平衡问题,是静力学的主要任务之一。

对于平面力系来说,一般形式的平衡方程是三个,最多可以求解三个未知量。

如果是平面力系的特殊形式,则平衡方程数以及可求解的未知量数目相应减少。

例题讲解:

例题1-11:

如下图所示,梁AB一端固定,一端自由。

梁上作用有均布载荷,载荷集度为q(KN/m)。

在梁的自由端还受到集中力F和力偶矩为M的作用,梁的长度为l,试求固定端A处的约束反力。

阶段5物系的平衡,工程实际的机械和结构都是由若干个物体通过适当的约束方式组成的系统,力学上称为物体系统,简称物系。

当整个物系处于平衡时,那么组成这一物系的所有构件也处于平衡。

因此在求解有关物系的平衡问题时,既可以以整个系统为研究对象,也可以取局部或单个构件为研究对象。

对于每一种选取的研究对象,一般情况下都可以列出三个独立的平衡方程。

例题1-12:

如下图所示,横梁AB的长为l,受到同一平面力偶的作用,其力偶矩为M。

A端通过铰链由AD支撑,B端为固定铰链支座。

不计梁和支杆的自重,求A、B端的约束反力。

例题讲解:

例题1-13:

如图1-52a所示为一手动水泵,图中尺寸为cm。

已知不计各构件的自重,试求图示位置时连杆BC所受的力、连杆BC所受的力、点A处的约束反力及液压力,祝学习愉快!

本章结束,第2章材料力学基础构件承载能力分析,构件承载能力分析概述,任务1,轴向拉伸与压缩,任务2,剪切与挤压,任务3,圆轴的扭转,任务4,直梁的弯曲,任务5,构件组合变形的强度计算简介*,任务6,疲劳破坏*,任务7,任务1构件承载能力分析概述,阶段1构件承载能力分析研究的任务阶段2阶段3阶段4,变形体及其基本假设杆件变形的基本形式内力、截面法和应力,阶段1构件承载能力分析研究的任务,构件承载能力主要包括以下三个方面:

强度。

指构件在外载荷作用下,具有足够的抵抗破坏的能力。

例如储气罐不应爆破;机器中的齿轮轴不应断裂失效等。

刚度。

指构件在外载作用下,具有足够的抵抗变形的能力。

如机床主轴变形不应过大,否则影响加工精度或影响机械设备正常工作等。

稳定性。

指某些构件在特定外载,如压力作用下,具有足够的保持其原有平衡状态的能力。

例如千斤顶的螺杆等。

足够的强度、刚度和稳定性是对构件提出的三个基本要求。

使用好的材料或增大构件截面尺寸,可以满足构件承载能力的要求。

但是好的材料和过大的构件截面尺寸势必造成构件成本的提高和重量的增加。

材料力学的任务就是通过对构件承载能力的研究、对材料力学性能的研究,为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提供力学方面的依据。

阶段2变形体及其基本假设,在外力作用下,一切固体都将发生变形,故称为变形固体,而构件一般均由固体材料制成,所以构件一般都是变形固体。

变形固体是本节研究的主要对象。

实际变形固体的结构形态很复杂,当考察宏观变形时,同样也要忽略一些次要因素,对其适当抽象,即作出以下基本假设:

均匀连续假设。

认为变形固体内部毫无空隙地充满物质,且认为物体内任何部分的性质都是相同的。

各向同性假设:

认为材料在各个不同方向上都具有相同的力学性质小变形假设:

构件在外力的作用下将产生变形,构件的形状、几何尺寸和位置将会发生变化。

材料力学研究的问题,限于变形的尺寸远远小于构件的原始尺寸。

阶段3杆件变形的基本形式,工程实际中的构件种类繁多,根据其几何形状,可以简化为四类:

杆、板、壳和块。

其中杆件是构件承载能力的主要研究对象。

实际工程中,大量的工程构件可以简化为杆件来研究。

杆件受力有各种情况,相应的变形就有各种形式。

在工程结构中,杆件的基本变形有以下四种:

(1)轴向拉伸和压缩变形,

(2)剪切与挤压变形(3)扭转变形,(4)弯曲变形,内力、截面法和应力,阶段41内力:

构件内部质点间相互作用力(固有内力)的改变量称为附加内力,简称内力。

内力随是外力的变化而变化,当内力达到某一极限时,构件即发生破坏。

内力的特点:

内力完全由外力引起的,并随外力改变而改变。

内力若超过材料所承受的极限值,杆件就要断裂。

内力反映了材料对外力有抗力,并传递外力。

2截面法:

截面法是用以确定构件内力的常用方法。

它是通过选取截面,使构件内力显示出来以便确定其数值的方法。

截面法实施的过程是:

假想用一截面把构件一截为二,取其中一部分作为研究对象,并在截面上用内力代替另一部分对研究部分的作用,然后利用平衡来确定内力的大小和方向。

用截面法求内力的步骤是:

一截为二。

即在欲求内力处,假想用一截面将构件一截为二。

弃一留一。

即选其中一部分为研究对象并画受力图(包括外力和内力)列式求解。

即列研究对象的静力平衡方程,求解内力。

3内力图:

用平行于杆轴线的x坐标表示横截面位置,用垂直于x的坐标表示横截面内力的大小,按选定的比例,把内力表示在直角坐标系中,描出的内力随截面位置变化的曲线。

称为内力图。

4应力:

一般,内力不是均匀分布的,为了确切反映内力分布的真实情况,确切地反映K点处的内力集度,得,我们称p为K点的全应力,表示K点的内力集度。

全应力P是一个矢量,通常将其分解为两个正交的分量;垂直于截面的分量称为正应力,用表示;与截面平行的分量称为切应力,用表示。

任务2轴向拉伸与压缩,阶段1拉、压杆横截面上的内力轴力与轴力图,阶段2拉、压杆横截面上的应力阶段3,拉、压杆的变形,阶段4材料在拉伸与压缩时的力学性能,阶段1拉、压杆横截面上的内力轴力与轴力图,1轴力的计算:

受轴向拉伸和压缩的拉压杆,由于外力的作用线与杆的轴线重合,所以杆件任意截面上的内力的作用线也必与轴线重合。

这种与杆轴线重合的内力称为轴力。

轴力的正负规定如下:

轴力的方向与所在截面外法线方向一致时,轴力为正,反之为负。

由此可知,拉杆的轴力为正,压杆的轴力为负。

截面法求拉杆的内力,2轴力图:

若拉(压)杆的外力多于两个,则杆在不同截面上的轴力可能不同。

为了直观地反映出轴力随截面位置的变化,常用轴力图来表示。

轴力图的画法如下:

用平行于杆件轴线的坐标(横坐标)表示杆件截面位置,用垂直于杆件轴线的坐标(纵坐标)表示轴力。

正轴力画在横坐标的上方,负轴力画在横坐标的下方。

例题解答:

外力分析,分段计算轴力AB段:

BC段CD段,例题讲解:

例题:

试计算下图所示等直杆的轴力,并画出轴力图。

绘制轴力图,阶段2拉、压杆横截面上的应力,仅知道拉(压)杆的轴力还无法判断杆件的强度。

因为轴力虽大,杆若很粗,也不一定会被破坏;而若杆很细,轴力不大,却有破坏的可能。

因此,衡量杆件抗拉抗压的强度,不是内力的大小,而是应力的大小。

拉、压杆横截面上各处应力大小相等,方向与轴力就是说拉、压杆横截面上只有正应力,而无切应力,的方向一致。

也。

由于正应力在横截面上分布是均匀的,得到其计算公式为:

式中:

A横截面面积;拉(压)杆件横截面上的轴力;拉(压)杆件横截面上的正应力,正应力的正负号随轴力的正负号而定,即拉应力为正,压应力为负。

阶段3拉、压杆的变形,杆件在受轴向拉伸时,轴向尺寸伸长,横向尺寸缩小;受轴向压缩时,轴向尺寸缩短,横向尺寸增大。

1变形与应变,轴向绝对变形:

横向绝对变形:

轴向线应变:

横向线应变:

2泊松比实验表明,当应力不超过某一限度时,其横向线应变与轴向线应变的比值为一常数,它们两者比值的绝对值称为泊松比,也叫横向变形系数,记作,3虎克定律,虎克定律可以表述为:

当应力不超过某一极限时,应力与应变成正比。

阶段4材料在拉伸与压缩时的力学性能,相同的应力对于不同材料的构件来说,会由于其抵抗破坏的能力不同而出现不同的效果。

材料在外力作用下,其强度和变形方面所表现出来的性能称为材料的力学性能。

研究材料的力学性能的目的是确定在变形和破坏情况下的一些重要性能指标,如强度、塑性、韧性、硬度等,以作为选用材料、计算构件强度和刚度的依据。

材料的力学性能可以通过做静载荷拉伸试验测出来。

试验通常在常温下进行,选用具有代表性的材料如低碳钢或铸铁作为标准试件,在万能材料试验机上进行测定。

把一定尺寸和形状的金属试件(试件可采用国家标准GB/T228-1987所规定的标准试件如下图所示)装在试验机上,然后对试件逐渐施加拉伸载荷,直至把试件拉断。

根据拉伸过程中试件承受的应力和产生的应变之间的关系,可以绘出金属的曲线。

1低碳钢拉伸时的力学性能,弹性阶段(图中段)屈服阶段(图中BC段)强化阶段(图中CD段)缩颈断裂阶段(图中DE段),试件被拉断后,弹性变形消失了,但塑性保留下来。

所谓塑性指在静载荷的作用下,产生塑性变形而不被破坏的能力。

塑性指标有断后伸长率和断面收缩率。

值越大,材料的塑性越好。

工程中通常将的材料称为塑性材料,如钢、铜、铝等,;把低碳钢的,的材料称为脆性材料,如铸铁、玻璃、混凝土等。

是典型的塑性材料。

根据拉伸过程中试件承受的应力和产生的应变之间的关系,可以绘出金属的曲线。

2灰铸铁拉伸时的力学性能3其他塑性材料拉伸时的力学性能,阶段5材料在拉伸与压缩时强度的计算,1许用应力零件或构件由于变形和破坏而失去正常工作的能力,称为失效。

在零件失效前,允许材料承受的最大应力称为许用应力。

工程设计中为确保零件的安全可靠,需要一定的强度储备,为此用极限应力除以一个大于1的系数(安全系数)所得的商作为材料的许用应力,许用应力常用符号表示。

塑性材料:

脆性材料:

为保证零件或构件具有足够的强度,就必须使其最大工作应力不超过材料的许用应力,即,2强度条件,根据强度条件,可以解决三类问题:

(1)强度校核

(2)设计截面(3)确定许用载荷,例题讲解:

例题2-3:

某车间自制一台简易吊车。

已知在铰接点B处吊起重物最大为,杆AB和BC均用圆钢制作,且,材料的许用应力,试校核BC杆的强度,并确定AB杆的直径(不计杆自重)。

任务3剪切与挤压,阶段1剪切与挤压的概念阶段2剪切与挤压强度的实用计算,阶段1剪切与挤压的概念,阶段2剪切与挤压变形强度的实用计算,1剪切强度实用计算,2挤压强度实用计算,钉与钢板的材料相同。

,,铆钉直径,主板的厚度盖板的厚度宽度。

在作用,下,试校核该铆接件的强度。

例题讲解:

例题2-4:

如图所示铆接件,主钢板通过上下两块盖板对接。

铆,任务4圆轴的扭转,圆轴扭转时截面上的切,圆轴扭转时强度和刚度,阶段1圆轴扭转的概念阶段2外力偶矩、扭矩和扭矩图阶段3应力阶段4的计算,阶段1圆轴扭转的概念,圆轴扭转变形的受力特点:

在杆件两端受到一对大小相等、转向相反、作用面与轴线垂直的力偶的作用。

阶段2外力偶矩、扭矩和扭矩图,1外力偶矩工程实际中,作用于轴上的外力偶矩M(Nm)和轴所传递的功率P(KW)、转速n(r/min)之间存在下列关系:

2圆轴扭转时的截面上的内力扭矩,当已知作用于轴上的所有外力偶矩后,仍可以用截面法求出轴截面的内力。

由平衡关系可知,扭转时截面上

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