材料力學(xué)組合變形完整版ppt課件

1、整理課件整理課件組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理整理課件 桿件在外力作用下，同時發(fā)生兩種或兩種桿件在外力作用下，同時發(fā)生兩種或兩種以上基本變形的組合。以上基本變形的組合。組合變形的概念：組合變形的概念：一一. .組合變形組合變形組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理整理課件組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理判斷下列組合變形的類型：判斷下列組合變形的類型：整理課件P整理課件整理課件 將組合變形分解成若干個基本變將組合變形分解成若干個基本變形，分別計(jì)算出每個基本變形下的內(nèi)形，分別計(jì)算出每個基本變形下的內(nèi)力和應(yīng)力，然后進(jìn)行應(yīng)力疊加。力和應(yīng)力，

2、然后進(jìn)行應(yīng)力疊加。二二. .求解組合變形的基本方法求解組合變形的基本方法疊加法疊加法疊加法的概述：疊加法的概述：組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理整理課件組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理疊加法求組合變形的具體步驟：疊加法求組合變形的具體步驟：2.2.分別求基本變形的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖；分別求基本變形的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖；3.3.根據(jù)內(nèi)力圖確定危險(xiǎn)截面，并求危險(xiǎn)截面根據(jù)內(nèi)力圖確定危險(xiǎn)截面，并求危險(xiǎn)截面上的基本變形的最大應(yīng)力；上的基本變形的最大應(yīng)力；4.4.將危險(xiǎn)截面的應(yīng)力疊加，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。將危險(xiǎn)截面的應(yīng)力疊加，并進(jìn)行強(qiáng)度校核。1.1.判斷組合變形的類

3、型，并進(jìn)行分解；判斷組合變形的類型，并進(jìn)行分解；整理課件 將外力進(jìn)行平移或分解，使之簡化后的載將外力進(jìn)行平移或分解，使之簡化后的載荷符合基本變形的外力特征，從而判斷組合變荷符合基本變形的外力特征，從而判斷組合變形的類型。形的類型。 一般地，傾斜的力要沿坐標(biāo)軸方向分解，一般地，傾斜的力要沿坐標(biāo)軸方向分解，偏離軸線的力要向軸線簡化。（舉例說明）偏離軸線的力要向軸線簡化。（舉例說明）判斷組合變形類型的方法：荷載的等效處理法判斷組合變形類型的方法：荷載的等效處理法組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理1.1.判斷組合變形的類型，并進(jìn)行分解判斷組合變形的類型，并進(jìn)行分解整理課件組合變形組

4、合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理整理課件LABqFFABFFABq+彎曲彎曲拉伸拉伸整理課件2.2.分別求基本變形橫截面上的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖分別求基本變形橫截面上的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖拉壓拉壓扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)純彎曲純彎曲變形類型變形類型橫力彎曲橫力彎曲內(nèi)力內(nèi)力軸力軸力FN扭矩扭矩T彎矩彎矩M彎矩彎矩M+剪力剪力Fs整理課件3.3.根據(jù)內(nèi)力圖確定危險(xiǎn)截面，并求危險(xiǎn)截面上根據(jù)內(nèi)力圖確定危險(xiǎn)截面，并求危險(xiǎn)截面上基本變形的最大應(yīng)力基本變形的最大應(yīng)力扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)拉伸拉伸| |FN| |最大處最大處| |T| |最大處最大處彎曲彎曲| |M| |最大處最大處整理課件求基本變形橫截面上的應(yīng)力：求基本變形橫截

5、面上的應(yīng)力：拉壓拉壓扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)純彎曲純彎曲變形類型變形類型橫力彎曲橫力彎曲內(nèi)力內(nèi)力正應(yīng)力正應(yīng)力切應(yīng)力切應(yīng)力軸力軸力FNFN/A無無扭矩扭矩T無無T/Ip彎矩彎矩M忽略不計(jì)忽略不計(jì)My/Iz彎矩彎矩M+剪力剪力FsMy/Iz無無組合變形組合變形/組合變形和疊加原理組合變形和疊加原理整理課件4.4.將危險(xiǎn)截面的應(yīng)力疊加，并進(jìn)行強(qiáng)度校核將危險(xiǎn)截面的應(yīng)力疊加，并進(jìn)行強(qiáng)度校核扭轉(zhuǎn)與彎曲組合扭轉(zhuǎn)與彎曲組合拉壓與彎曲組合拉壓與彎曲組合拉壓正應(yīng)力拉壓正應(yīng)力彎曲最大正應(yīng)力彎曲最大正應(yīng)力maxmaxmax=|+maxmax=|+max| |maxmax扭轉(zhuǎn)最大切應(yīng)力扭轉(zhuǎn)最大切應(yīng)力maxmax彎曲最大正應(yīng)力彎曲最大正

6、應(yīng)力maxmaxmaxmax平面（二向）應(yīng)力狀態(tài)下，平面（二向）應(yīng)力狀態(tài)下，根據(jù)強(qiáng)度理論計(jì)算根據(jù)強(qiáng)度理論計(jì)算maxmax整理課件組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合整理課件拉壓與彎曲組合強(qiáng)度校核的解題步驟：拉壓與彎曲組合強(qiáng)度校核的解題步驟：LABqFFABFFABq+彎曲彎曲拉伸拉伸1.1.分解分解組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合整理課件LABq2.2.分別求基本變形的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖分別求基本變形的內(nèi)力，并繪制內(nèi)力圖xAyFByF)(qx21xLq21M2彎彎矩矩 彎曲彎曲組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合)(FFN軸軸力力 LABFFx拉伸

7、拉伸整理課件),(AFNN均均布布 )(WMzmaxmaxM線線性性 |WMAF|zNMNmax 4.4.應(yīng)力疊加并進(jìn)行強(qiáng)度校核應(yīng)力疊加并進(jìn)行強(qiáng)度校核|WMAF|zmaxNmax 3.3.確定危險(xiǎn)截面，求基本變形的應(yīng)力確定危險(xiǎn)截面，求基本變形的應(yīng)力彎曲彎曲拉伸拉伸應(yīng)力疊加應(yīng)力疊加強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合整理課件練習(xí)一：圖示的壓力機(jī)框架為實(shí)心圓截面，直徑練習(xí)一：圖示的壓力機(jī)框架為實(shí)心圓截面，直徑d=100mm，最，最大加工壓力為大加工壓力為F=12KN，已知材料許用應(yīng)力為已知材料許用應(yīng)力為100Mpa，試校核，試校核框架立柱框架立柱的強(qiáng)度。的強(qiáng)度。組合變

8、形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合FF200整理課件組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合思路分析：思路分析：根據(jù)受力情況判斷立柱的根據(jù)受力情況判斷立柱的變形組合類型變形組合類型拉伸和彎曲的組合拉伸和彎曲的組合拉伸：拉伸：彎曲：彎曲：求軸力，繪制軸力圖求軸力，繪制軸力圖求彎矩，繪制彎矩圖求彎矩，繪制彎矩圖判斷危險(xiǎn)截面，應(yīng)力疊加，并進(jìn)行校核（如下）判斷危險(xiǎn)截面，應(yīng)力疊加，并進(jìn)行校核（如下）FF200整理課件任意橫截面上拉伸正應(yīng)力：任意橫截面上拉伸正應(yīng)力：任意橫截面上彎曲正應(yīng)力：任意橫截面上彎曲正應(yīng)力： 同一個方向上的正應(yīng)力可以根據(jù)分布情同一個方向上的正應(yīng)力可以根據(jù)分布情況直

9、接疊加，疊加后仍為單向應(yīng)力狀態(tài)，直況直接疊加，疊加后仍為單向應(yīng)力狀態(tài)，直接校核強(qiáng)度。接校核強(qiáng)度。FF200整理課件LAB1.3m1.3mCF30D練習(xí)二：練習(xí)二： 旋轉(zhuǎn)式懸臂吊車架，由旋轉(zhuǎn)式懸臂吊車架，由1818號工字鋼制號工字鋼制成橫梁成橫梁AB(AB(查表可得截面的查表可得截面的W W和和A)A)，A A處為光滑鉸處為光滑鉸鏈，鏈，BCBC桿為拉桿桿為拉桿, F=25KN, F=25KN，=100MPa,=100MPa,試校試校核核橫梁強(qiáng)度。（要求分析思路）橫梁強(qiáng)度。（要求分析思路）組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合整理課件組合變形組合變形/拉壓與彎曲的組合拉壓與彎曲的組合

10、思路分析：思路分析：LAB1.3m1.3mCF30D 選選ABAB為研究對象，為研究對象， 求求A、B處的約束反力處的約束反力根據(jù)受力分析判斷根據(jù)受力分析判斷AB桿桿的變形組合類型的變形組合類型壓縮和彎曲的組合壓縮和彎曲的組合分解成基本變形分解成基本變形做出壓縮的軸力圖和彎曲的彎矩圖，確定危險(xiǎn)截面做出壓縮的軸力圖和彎曲的彎矩圖，確定危險(xiǎn)截面將將D截面壓縮的壓應(yīng)力與彎曲的最大壓應(yīng)力疊加，截面壓縮的壓應(yīng)力與彎曲的最大壓應(yīng)力疊加， 進(jìn)行強(qiáng)度校核進(jìn)行強(qiáng)度校核整理課件8.2 8.2 兩個面上的彎曲組合兩個面上的彎曲組合彎曲應(yīng)力彎曲應(yīng)力/ /橫力彎曲時的正應(yīng)力橫力彎曲時的正應(yīng)力整理課件整理課件整理課件FL

11、豎直豎直xyxy面：面：水平水平xzxz面：面：2FLFL整理課件FL豎直豎直xyxy面：面：水平水平xzxz面：面：2FLFL危險(xiǎn)截面可危險(xiǎn)截面可能是能是或或。整理課件zyyxzzxyWMWM yWMM2xz2xy z整理課件FL2FLFL求中點(diǎn)處的最大正應(yīng)力：求中點(diǎn)處的最大正應(yīng)力：yzWFLWFL 求固定端的最大正應(yīng)力：求固定端的最大正應(yīng)力：yzW2FLW0 豎直豎直xyxy面：面：水平水平xzxz面：面：Zy整理課件固定端的最大正應(yīng)力：固定端的最大正應(yīng)力：ymaxW2FL max y整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與

12、彎曲的組合已知：已知：,N1800F,N3600F2p1p ,N1800F,N3600F2p1p mm800D 材料為材料為4545號鋼號鋼=90MPa,=90MPa,校核校核ACAC軸的強(qiáng)度。軸的強(qiáng)度。整理課件整理課件組合變形：組合變形：扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)+兩個方向面的彎曲兩個方向面的彎曲組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件xCA31035. 1310448. 0BDxxCBDAmN.1044. 13yMzM0.72KN扭轉(zhuǎn)的扭矩圖：扭轉(zhuǎn)的扭矩圖： 彎曲的彎矩圖：彎曲的彎矩圖：（豎直（豎直xz面面My） 彎曲的彎矩圖：彎曲的彎矩圖：（水平（水平xy面面Mz）組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)

13、與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件可能的危險(xiǎn)截面：可能的危險(xiǎn)截面：B和和D如何通過計(jì)算確定危險(xiǎn)截面的位置？如何通過計(jì)算確定危險(xiǎn)截面的位置？zyyMzMM由于圓形截面的特殊性，由于圓形截面的特殊性，可將彎矩平行四邊形合成可將彎矩平行四邊形合成危險(xiǎn)截面為危險(xiǎn)截面為B B組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件zyzMyMMzyMT組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件zyMT 組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件31 213232221)()()(21組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲

14、的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合max min xyyxyx22)2(2 ,WMx ，0y ,WTtxy 其中：其中：W2Wt 整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合,WTM4222231 WT75. 0M3)()()(212222213232221整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合綜合題目分析：綜合題目分析：整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問題：回答問題：答案：答案：aFT2p 整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問題：回答問題：答案：答案：1pNxFF 整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問題：回答問題：答案：答案：XZXZ面上的彎曲面上的彎曲XYXY面上的彎曲面上的彎曲1pF2pF整理課件組合變形組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問題：回答問題：答案：答案： 先將兩個方向上的彎矩疊加求總的先將兩個方向上的彎矩疊加求總的彎曲正應(yīng)力；再與拉壓正應(yīng)力疊加彎曲正應(yīng)力；再與拉壓正應(yīng)力疊加計(jì)算公式為計(jì)算公式為A