材料力學(xué)部分作業(yè)解析新PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1 材料力學(xué)部分作業(yè)解析新材料力學(xué)部分作業(yè)解析新PPT課件課件 4 m /0.03/1202.5 10OBOBOB 4 2 arctan 22 120 2 arctan2.5 10 rad 2120.03 OA AB C OB 第1頁/共42頁 第2頁/共42頁 100MPa 50MPa 2 cm o 60 第3頁/共42頁 解：拉桿的任一截面上的應(yīng)力為 因?yàn)橛赡z合面的強(qiáng)度來控制桿件的拉力大小，那么最 合理的狀態(tài)是膠合面上的正應(yīng)力和切應(yīng)力同時(shí)達(dá)到各 自的許用應(yīng)力，這時(shí)桿件承受的拉力F最大。因此： 2 cos A F cossin A F cossin cos2 A F A F 第4頁/共

2、42頁 5 . 0 100 50 tan o 6 .26 KNN A F50 6 .26cos 10100104 cos o2 64 2 max 第5頁/共42頁 體積最小 第6頁/共42頁 0sin, 0 0cos, 0 1 12 FFF FFF Ny NNx 解以上兩式得： 12 ,cot sin NN F FFF 最合理的情況是兩桿同時(shí)達(dá)到許用應(yīng)力值，即 , 2 2 2 1 1 1 A F A F NN 第7頁/共42頁 cot , sin 21 F A F A 結(jié)構(gòu)的體積： )cot2(tan ) cossin cos2sin ( ) cossin cos1 ( sin cos cos

3、sin 22 2 2211 FlFl FlFlFl LALAV 0) cossin cos2sin ( ) sin 2 cos 1 ( 22 22 22 FlFl d dV 體積最小的條件為： 第8頁/共42頁 0cos2sin 22 o2 7 .54, 2tan 使桿系使用材料最省的夾角 。 o 7 .54 第9頁/共42頁 l 第10頁/共42頁 0cos2, 0 1 3 N N y FFF 變形協(xié)調(diào)條件為 ： 平衡條件為 ： 3 2 cos l l 第11頁/共42頁 33 3 3 11 1 21 , cosAE lF l AE lF ll NN 0cos2, 0 1 3 N N y F

4、FF 3 2 cos l l 求解方程組，得： 33 3 11 3 3311 3 33 3 11 2 3311 21 cos2 cos2 cos2 cos AEAEl AEAE F AEAEl AEAE FF N NN 第12頁/共42頁 第13頁/共42頁 ,70MPa 。GPaGm80,/ )( 1 o 第14頁/共42頁 mNmN n P M mNmN n P M 2810 500 147 95499549 4220 500 221 95499549 2 2e 3 3e 然后根據(jù)平衡條件可得： mNmNMMM7030)42202810( 3e2e1e 所以，軸的扭矩圖 如右圖所示： 第1

5、5頁/共42頁 根據(jù)強(qiáng)度條件： 16 3 1 d T W T AB t AB AB mm80m 1070 703016 16 3 6 3 1 AB T d 根據(jù)剛度條件： 18032180 4 dG T GI T AB P AB AB .6mm84m 11080 327030180 32180 4 29 4 2 1 G T d AB 取 d1=85mm 第16頁/共42頁 .5mm67m 1070 422016 16 3 6 3 2 BC T d 根據(jù)剛度條件，有： .5mm74m 11080 180422032 18032 4 29 4 2 2 G T d BC 取 d2=75mm 第17頁

6、/共42頁 A B C 2810 4220 + - 2 1 3 A B C 4220 2810 + - 3 1 2 第18頁/共42頁 第19頁/共42頁 MPaMPa100 ,160 第20頁/共42頁 NFNFk50,k10 21 梁的受力如圖所示： x xFxF FM RBA 658 10 )8()10( 0 12 ， 因?yàn)椋?12 FF 最大彎矩發(fā)生在D截面內(nèi) 第21頁/共42頁 2 658xxxFM RBD （是x的函數(shù)） 6 29 , 01258, 0 xx dx dM D 當(dāng) 時(shí)最大彎矩為 ： 6 29 x mk140mk) 6 29 (6 6 29 58 2 max NNM D

7、 應(yīng)用強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)截面，即 2 max max Wz M D 第22頁/共42頁 33 6 3 max 438 101602 10140 2 cmm M W D z 查附錄II型鋼表，選No.28a工字鋼。 No.28a工字鋼 的 ，對中性軸的半截面積的慣性矩與靜面 矩之比 ，腹板寬度d=8.5mm 。 所以最大切應(yīng)力是當(dāng)小車的D輪無限靠近B支座時(shí)， 剪力最大， 時(shí)取最大值，即： 3 508cmWz cmSI zz 6 .24/ kNFs58 MPaMPa Pa dI SF z xs 1009 .13 106 .24105 . 82 1058 2 23 3 max 最大切應(yīng)力小于許用應(yīng)力，故安

8、全。 第23頁/共42頁 第24頁/共42頁 ， 26 m1024NEI 。，GPaEAl200m103m5 24 第25頁/共42頁 1 l C D l l DC BE梁在C點(diǎn)的撓度可用疊加法求得： 2 3 111 1 33 11 ( /2) (3)( ) 6232 5 4824 CFFN N N F llFl l EIEI FlF l EIEI 第26頁/共42頁 EA lF l EI lF EI lF NNN D 243 )2/( 3 1 3 1 將 和 代入變形協(xié)調(diào)條件，得： 、 C D l EI lF EI Fl EI lF EA lF NNN 2448 5 24 3 1 3 1 3

9、 1 代入數(shù)據(jù)，解得： )(mm6.05 .5k45 D N NF 第27頁/共42頁 第28頁/共42頁 第29頁/共42頁 ， o 1 75 ， o 2 105 。MPaMPa325,95 11 。MPaMPa325,45 22 將這些數(shù)據(jù)代入斜截 面上應(yīng)力公式中，對AB截面有： 第30頁/共42頁 )2(325210cos210sin 2 ) 1 (45210sin210cos 22 oo oo xy yx xy yxyx 對AB截面有： 第31頁/共42頁 )4(325150cos150sin 2 )3(95150sin150cos 22 oo oo xy yx xy yxyx 對AC

10、截面有： 第32頁/共42頁 將(1)(4)式中任三個聯(lián)立，即可求解出。、 xyyx 。MPaMPa xyyx 50,70 解得： 主應(yīng)力與主平面位置： min max MPa xy yxyx 2 2 22 50 2 7070 2 7070 ) 2 ( 2 MPa MPa 20 120 第33頁/共42頁 按照主應(yīng)力的記號規(guī)定： 0,20,120 321 MPaMPa o 00 45, 7070 )50(2 2 2tan yx xy 單元體草圖 如圖所示： 第34頁/共42頁 第35頁/共42頁 。MPa60 （1）試用單元體表示出危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)，并求出 主應(yīng)力和最大切應(yīng)力。 （2）試用第三

11、強(qiáng)度理論校核軸的強(qiáng)度。 第36頁/共42頁 第37頁/共42頁 砂輪承受的扭矩： mNmN n P T 5 .20 1400 3 95499549 磨削力：NFFN D T F zyz 4923,164 2/5 .20 5 .20 2/ 由內(nèi)力圖可以判定危險(xiǎn)截面在左支座處。 該截面的扭矩為： mNT5 .20 總彎矩為：mNmNMMM zy 3 .352 .283 .21 2222 危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力分量： MPaPa W M MPaPa W T P 88. 2 05. 0 3 .3532 835. 0 05. 0 5 .2016 3 3 第38頁/共42頁 min max MPa MPa 22. 0 10. 3 MPa 2 2 2 2 835. 0 2 88. 2 2