零件強度剛度分析的基本知識

.,第三章零件強度、剛度分析的基本知識,.,參考文獻,范欽珊，蔡新編著，工程力學(xué)，機械工業(yè)出版社，2006劉慶潭主編，材料力學(xué)教程，機械工業(yè)出版社，2006其他工程力學(xué)以及材料力學(xué)的相關(guān)書籍,.,主要內(nèi)容,第一節(jié)概述第二節(jié)直桿軸向拉伸與壓縮第三節(jié)剪切第四節(jié)圓軸扭轉(zhuǎn)第五節(jié)梁的平面彎曲第六節(jié)復(fù)雜變形的強度計算,.,第一節(jié)概述,變形：彈性變形、塑性變形強度：零件抵抗破壞的能力。破壞形式：斷裂、過大的塑性變形。剛度：零件抵抗變形的能力。要求零件在受力時所產(chǎn)生的彈性變形在允許的限度內(nèi)。,.,第一節(jié)概述,受力（載荷）種類按載荷作用特征分類1、集中載荷2、分布載荷（均布載荷、非均布載荷）按載荷性質(zhì)分類1、靜載荷2、動載荷,.,第一節(jié)概述,變形的種類拉伸及壓縮，如鏈條、皮帶、桁架的拉桿（或壓桿）、立柱。剪切，如螺釘、鉚釘。扭轉(zhuǎn)，如傳動軸。彎曲，如各種梁。桿件：長度方向尺寸橫向尺寸的構(gòu)件。,.,第二節(jié)直桿軸向拉伸與壓縮,受力特點：沿直桿軸線受拉或壓力。內(nèi)力：桿件受外力作用發(fā)生變形時，其內(nèi)部分子間同時產(chǎn)生抵抗變形的抗力。內(nèi)力與外力互相對立，互相依存，同時出現(xiàn)，同時消失。內(nèi)力求取方法截面法應(yīng)力()：橫截面單位面積上的內(nèi)力。0，拉應(yīng)力；W2,.,第五節(jié)梁的平面彎曲,彎曲剛度條件梁的剛度條件:,C,C,撓度,轉(zhuǎn)角,.,第五節(jié)梁的平面彎曲,提高剛度的措施盡量減小梁的跨度（撓度ln）。對于比較細長的軸，可加中間支承，以限制梁的變形過大（注意安裝精度）。在結(jié)構(gòu)許可條件下，盡量用簡支梁代替懸臂梁，或在懸臂梁下加支撐桿。合理選擇截面形狀，提高慣性矩（工字鋼、空心軸、階梯軸）。,.,第六節(jié)復(fù)雜變形的強度計算,復(fù)雜變形構(gòu)件在兩個或兩個以上應(yīng)力下的變形。力的疊加原理（簡單變形疊加）拉伸（或壓縮）與彎曲作用下的變形扭轉(zhuǎn)與彎曲的聯(lián)合作用,.,Introduction,MechanicsofMaterials,拉-壓,剪切,.,彎曲,瑞典馬爾摩的扭轉(zhuǎn)大樓,.,截面法求取內(nèi)力,在需要求內(nèi)力的截面處，假想用一平面把桿件截開分成兩部分。取任一部分為分離體為受力分析對象，用內(nèi)力代替移去部分對分離體的作用。按平衡條件求內(nèi)力的大小和方向。,F,I,I,FN,FN,FFN,.,例31,如圖示，AB桿為鋼桿，其橫截面面積A1=6cm2，許用應(yīng)力=140N/mm2；BC桿為木桿，橫截面面積A2=300cm2，許用壓應(yīng)力c=3.5N/mm2。求最大許可載荷F。,A,B,C,3m,4m,F,Y,X,FN1,FN2,.,鋼板剪切,.,螺栓受剪計算簡圖,.,例32,圖示螺栓聯(lián)接構(gòu)件承受負荷830N，已知螺栓材料的許用剪應(yīng)力60N/mm2，求螺栓所需直徑d。,剪切力FQ=F/2=415N,剪切強度條件：,螺栓直徑為：,3mm,.,圓軸扭轉(zhuǎn)變形特征,各圓周線的形狀和大小不變，間距不變。各圓周線（橫截面）都繞軸心線相對轉(zhuǎn)動了某一角度。各縱線都轉(zhuǎn)動了（傾斜）同一微小角度（剪切角或切應(yīng)變），小方格發(fā)生歪斜。,等距的母線和圓周線,.,平面彎曲粱的條件,縱向?qū)ΨQ面,軸線,對稱軸,.,彎曲粱的內(nèi)力例,分析圖示簡支梁彎曲時的內(nèi)力。梁跨度l=5m，外載8000N，距左端A的距離a=3.2m。,.,剪力符號剪力對分離體內(nèi)任意點取矩，順時針為正，反之為負。彎矩符號彎矩使梁彎曲為凹形時為正，反之為負。,.,剪力與彎矩的關(guān)系,FRA,FQ,FQ,FQ,M(x),M(x),M(x)+dM(x),x,dx,c,.,平面彎曲,平面假設(shè),中性層,.,變形幾何方程,.,物理方程,在彈性范圍內(nèi)正應(yīng)力與應(yīng)變之間關(guān)系符合胡克定律，即,.,靜力學(xué)關(guān)系,橫截面上微內(nèi)力矩的總和等于該面上的彎矩。,.,Fn,拉伸(壓縮)與彎曲的聯(lián)合作用,徑向力Fr均布壓應(yīng)力y,圓周力Ft彎曲應(yīng)力F,