拉伸強(qiáng)度計(jì)算

1、a1 軸向拉伸與壓縮時(shí)桿件的強(qiáng)度計(jì)算軸向拉伸與壓縮時(shí)桿件的強(qiáng)度計(jì)算一、極限應(yīng)力一、極限應(yīng)力 許用應(yīng)力許用應(yīng)力 安全因素安全因素使材料喪失能力的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用 表示。u構(gòu)件在工作時(shí)所允許的最大應(yīng)力稱為許用應(yīng)力，用 表示。安全因素。 un極限 力安全 力（6-1）對(duì)于塑性材料， 或 是極限應(yīng)力，因此許用應(yīng)力為s2 . 0極限應(yīng)力除以大于1的系數(shù) 得出許用應(yīng)力， 稱為nn sssnn2 . 0 或 a2對(duì)于脆性材料， 是極限應(yīng)力，因此許用應(yīng)力為b bbn式中， 為對(duì)應(yīng)于塑性材料的安全因素，一般取 ；8 . 15 . 1snsn 為對(duì)應(yīng)于脆性材料的安全因素，一般取 。5 . 30 . 2bnbn

2、 確定安全因素的數(shù)值時(shí)，一般考慮以下幾個(gè)方面的因素： 1）載荷分析和計(jì)算的精確程度。 2）材料的不均勻性的估計(jì)的準(zhǔn)確程度。 3）計(jì)算模型簡(jiǎn)化的近似程度。 4)構(gòu)件的加工工藝和工作條件的影響，以及構(gòu)件的重要性。a3二、拉（壓）桿的強(qiáng)度條件二、拉（壓）桿的強(qiáng)度條件 為了保證拉（壓）桿的安全正常地工作，必須使桿內(nèi)的最大工作應(yīng)力不許用應(yīng)力，即式中， 為橫截面上的軸力，以其絕對(duì)值代入式中；A A 為橫NF截面的面積。 拉（壓）桿的強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件。利用強(qiáng)度條件，可以解決以下三類問題。 1、校核強(qiáng)度 2、設(shè)計(jì)截面尺寸 AFNmaxNFA a43、確定許可載荷 NAF 根據(jù)力的平衡條件即可求出結(jié)構(gòu)所能承受的

3、最大載荷，稱為許可載荷。許可載荷。a5DABCCa)例圖1 例例1 1懸臂吊車如圖4-10a所示，最大的吊重（包括電動(dòng)葫蘆自重）W = 70kN。已知a=1140mm，b=360mm，c=150mm。斜拉桿DC為一外徑D =60mm、內(nèi)徑d =40mm的無縫鋼管，和水平線的 核斜拉桿 的強(qiáng)度（當(dāng)載荷位于梁右端B 處時(shí)）。DC夾角 ，材料為Q235低碳鋼，取安全因素 =2.0。試校30snDC 解解 （1）求 桿所承受的最大外力 取橫梁AB 為研究對(duì)象，其受力如圖4-10c所示，由平面任意力系的平衡方程a6kNcc150FFDC(2)求 桿的軸力DC二力平衡的斜拉桿 ，其軸力 等于桿端受力，即N

4、FkNcN150FF(3)校核強(qiáng)度有代入數(shù)據(jù)，得150kNcFDC 斜拉桿 的受力如圖4-10b0coscosb)(aacccWFF0AMDCF FDF FCb)ABCCF FAYF FAXF FCCabWc)所示。根據(jù)作用與反作用定律，圖4-10a7由式（4-2），得1570101503maxAFNMPa5 .95MPa DC所以斜拉桿 的強(qiáng)度足夠22222215704406014. 34mmmmdDADC斜拉桿 的橫截面積為 0 .2235ssnMPa=117.5MPa取 MPa ，則拉桿的許用應(yīng)力為 235s 根據(jù)式 和上節(jié)表4-2材料力學(xué)性能的有關(guān)數(shù)據(jù)， ssn/a8 例例2 2 如圖

5、所示，簡(jiǎn)易吊車由等長的兩桿AC 及BC 組成，在節(jié)點(diǎn)C 受到載荷 G=350kN的作用，已知桿AC 由兩根槽3030ABC G Ga)3030C G GF FACACF FBCBCb) 解解（1）求AC 桿和BC 桿所承受的外力 取節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象，其受力如圖4-11b所示，由平面匯交力系的平衡方程160ACMPa，桿BC由一根工字鋼構(gòu)成，100BC鋼構(gòu)成，MPa，試選擇兩桿的截面面積。0XF030cos30cosACBCFFa90YF030sin30sinBCACFF代入數(shù)據(jù)，得kNFFBCAC350 （2）確定AC 桿和BC 桿所承受的軸力 AC 桿和BC 桿均為二力桿，其軸力大小等于桿端

6、的外力，kNFFACN3501即 AC 桿 BC 桿kNFFBCN3502（3）確定截面面積大小 得由N/FAAC 桿截面面積A1 223115 .218716010350mmmmFAACNa10 由于AC 桿由兩根槽鋼構(gòu)成，每一根的截面面積為2175.10932mmABC 桿截面面積A2 22322350010010350mmmmFABCN (4)確定型鋼號(hào)數(shù) 查附錄的型鋼表，10號(hào)槽鋼的截面面積為1274.8mm2因?yàn)?1274.8mm21093.75mm2所以AC 桿用兩根10號(hào)槽鋼。 而20a號(hào)工字鋼的截面面積為3550mm2因?yàn)?1274.8mm23550mm2所以BC 桿用一根20

7、a號(hào)工字鋼。a11 例例3 3 如圖所示的三角形構(gòu)架，鋼桿1和銅桿2在A、B、 C 處鉸接。已知鋼桿1的橫截面面積為A1=150mm2，許用應(yīng)982MPa。該結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)處受鉛垂方向的載荷G G作用，試求G G 的最大允許值。G GF FN2F FN1xyA4530b)G G12ABC4530a)圖 解解 (1)求各桿的軸力與 G G力的關(guān)系 取節(jié)點(diǎn)A 為研究對(duì)象，作出其受力圖，如圖4-12b所示。由平衡方程 1601MPa；銅桿2的橫截面面積為A2=300mm2。許用應(yīng)力力a120yF030cos45cos21GFFNN(2)聯(lián)立式(1)、(2)解得 GFN52. 01GFN73. 02 (2)求滿足AB 桿強(qiáng)度條件的最大允許值G G由 111AFN得16015052. 0G(3)即kNNG2 .4646200 (3)求滿足AC 桿強(qiáng)度條件的最大允許值G G由222AF