第03章 材料的力學(xué)性質(zhì)拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算(2015-1版)

1、材料力學(xué)材料力學(xué) 第三章第三章 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線3. .2 高溫下材料的性質(zhì)高溫下材料的性質(zhì)*3. .3 加載速率對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響加載速率對(duì)材料力學(xué)性質(zhì)的影響*3. .4 材料的疲勞強(qiáng)度材料的疲勞強(qiáng)度*3. .5 許用應(yīng)力和安全因數(shù)許用應(yīng)力和安全因數(shù)3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算第三章第三章 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變

2、曲線應(yīng)變曲線一、一、標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣三、三、低碳鋼在拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力低碳鋼在拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線四、灰四、灰鑄鐵在拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力鑄鐵在拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線五、脆性材料在橋中的應(yīng)用五、脆性材料在橋中的應(yīng)用二、試驗(yàn)設(shè)備二、試驗(yàn)設(shè)備3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線材料的力學(xué)性能材料的力學(xué)性能 變形變形與與破壞破壞等方面的特性等方面的特性試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件： 2. .加載方式：加載方式：靜載靜載，動(dòng)載。，動(dòng)載。低碳鋼低碳鋼和和灰鑄鐵灰鑄鐵是力學(xué)性能比較典型的常用工程材料是力學(xué)性能比較典型的常用工程材料在載荷作用下材料所表現(xiàn)出的在載荷作用下材料所表現(xiàn)出的 1. .環(huán)

3、境溫度：環(huán)境溫度：常溫常溫( (室溫室溫) )，高溫，低溫。，高溫，低溫。以下介紹這兩種材料在以下介紹這兩種材料在拉伸拉伸與與壓縮壓縮時(shí)的力學(xué)性能時(shí)的力學(xué)性能3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線一、標(biāo)準(zhǔn)試樣一、標(biāo)準(zhǔn)試樣 采用標(biāo)準(zhǔn)試樣的目的：采用標(biāo)準(zhǔn)試樣的目的： 為了比較不同材料的力學(xué)性能為了比較不同材料的力學(xué)性能3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線ld1. .拉伸試樣拉伸試樣l 標(biāo)距標(biāo)距dl10 dl5 ( (1) )圓形截面圓形截面一、一、標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線一、一、標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣( (2) )矩形截面矩形截面ltbl 標(biāo)距標(biāo)距 或或Al3 .11 Al65

4、. 5 1. .拉伸試樣拉伸試樣3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線( (1) )短圓柱形短圓柱形ld( (2) ) 立方形立方形2. .壓縮試樣壓縮試樣l = 1.5 3.0 d一、一、標(biāo)準(zhǔn)試樣標(biāo)準(zhǔn)試樣3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線二二、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)設(shè)備液液壓壓萬(wàn)萬(wàn)能能材材料料試試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)機(jī)3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線二二、試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)設(shè)備電電子子萬(wàn)萬(wàn)能能材材料料試試驗(yàn)驗(yàn)機(jī)機(jī)3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線三三、低碳鋼在拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力、低碳鋼在拉伸與壓縮時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線1. .低碳鋼在拉伸時(shí)的應(yīng)力低碳鋼在拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線FFFFO lbseFp l

5、afcbqhghde( (1) )拉伸圖拉伸圖( (載荷載荷變形圖、變形圖、F l 圖圖) )3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 F l 圖與試樣的幾何尺寸圖與試樣的幾何尺寸A 和和 l 有關(guān)有關(guān) 它反映了它反映了某根試樣某根試樣的力學(xué)性能的力學(xué)性能 材料的力學(xué)性能應(yīng)與試樣的幾何尺寸無(wú)關(guān)材料的力學(xué)性能應(yīng)與試樣的幾何尺寸無(wú)關(guān)為此，將載荷為此，將載荷變形圖變形圖改造改造( (變換變換) )為應(yīng)力為應(yīng)力應(yīng)變圖應(yīng)變圖3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 ( ( 曲線曲線) )( (2) )應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線作如下變換：作如下變換：FFFFO lbseFp lafcbqhghdell AF 3.

6、 .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線二、低碳鋼在拉伸時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線（2）應(yīng)力應(yīng)變曲線）ll ( ( 曲線曲線) )( (2) )應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線作如下變換：作如下變換： O bse pafcbqhghdeAF 3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線a. .彈性階段彈性階段( (Ob) ) 線彈性階段線彈性階段( (Oa) )變形過(guò)程的四個(gè)階段：變形過(guò)程的四個(gè)階段： 應(yīng)力與應(yīng)變成正比應(yīng)力與應(yīng)變成正比 tan 即：即： E 胡克定律胡克定律常數(shù)常數(shù) E O bse pafcbqhghde ( (應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系) )3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線a. .彈性階段彈

7、性階段( (Ob) ) 線彈性階段線彈性階段( (Oa) )比例極限比例極限( ( p) )線彈性階段最高點(diǎn)線彈性階段最高點(diǎn) a 所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值應(yīng)力值變形過(guò)程的四個(gè)階段：變形過(guò)程的四個(gè)階段： E 彈性極限彈性極限( ( e) )彈性階段最高點(diǎn)彈性階段最高點(diǎn) b 所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值應(yīng)力值 O bse pafcbqhghde3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力( ( s) )屈服階段除初始最低點(diǎn)外的最低點(diǎn)屈服階段除初始最低點(diǎn)外的最低點(diǎn) d 變形過(guò)程的四個(gè)階段：變形過(guò)程的四個(gè)階段：b. .屈服階段屈服階段( (be) ) 所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值應(yīng)力值，又稱為，又稱為屈服點(diǎn)

8、屈服點(diǎn) ( (流動(dòng)階段流動(dòng)階段) ) O bse pafcbqhghde3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線變形過(guò)程的四個(gè)階段：變形過(guò)程的四個(gè)階段：b. .屈服階段屈服階段( (be) ) ( (流動(dòng)階段流動(dòng)階段) ) O bse pafcbqhghde3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度( ( b) )強(qiáng)化階段最高點(diǎn)強(qiáng)化階段最高點(diǎn) g 所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力值應(yīng)力值變形過(guò)程的四個(gè)階段：變形過(guò)程的四個(gè)階段：c. .強(qiáng)化階段強(qiáng)化階段( (eg) ) O bse pafcbqhghde( (整個(gè)階段整個(gè)階段) )3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線d. .頸縮頸縮階段階段( (gh)

9、 )：變形過(guò)程的四個(gè)階段：變形過(guò)程的四個(gè)階段： ( (局部變形局部變形階段階段) ) O bse pafcbqhghde3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線( (3) )兩個(gè)現(xiàn)象兩個(gè)現(xiàn)象高、塑性變形減小的現(xiàn)象高、塑性變形減小的現(xiàn)象2. .冷作硬化冷作硬化 在強(qiáng)化在強(qiáng)化階段卸載時(shí)，階段卸載時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系 O bse pafcbfqhghpdepe1. .卸載定律卸載定律 在強(qiáng)化在強(qiáng)化階段卸載后重新加載，階段卸載后重新加載，使材料的比例極限提使材料的比例極限提3. .1 應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線( (4) )兩個(gè)塑性指標(biāo)兩個(gè)塑性指標(biāo)a. .斷后斷后伸長(zhǎng)率伸長(zhǎng)率( (

10、) )lAlA%100 lll 規(guī)定：規(guī)定： = 10 1，根據(jù)材料的性能與工程等級(jí)等因素而定根據(jù)材料的性能與工程等級(jí)等因素而定nu 保證材料保證材料安全工作安全工作的的最大應(yīng)力值最大應(yīng)力值保證材料安全工作的安全儲(chǔ)備保證材料安全工作的安全儲(chǔ)備 脆性材料脆性材料塑性材料塑性材料 bbssnn 第三章第三章 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算一、強(qiáng)度條件一、強(qiáng)度條件二、強(qiáng)度計(jì)算的三類問(wèn)題二、強(qiáng)度計(jì)算的三類問(wèn)題三、變形的計(jì)算三、變形的計(jì)算3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算一、強(qiáng)度

11、條件一、強(qiáng)度條件maxNmax AFmaxN AF對(duì)于對(duì)于等直桿等直桿即：即：桿中的桿中的最大工作應(yīng)力最大工作應(yīng)力不超過(guò)不超過(guò)所用所用材料的許用應(yīng)力材料的許用應(yīng)力3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算二、二、強(qiáng)度計(jì)算的三類問(wèn)題強(qiáng)度計(jì)算的三類問(wèn)題 2. .選擇選擇截面截面： 1. .校核強(qiáng)度校核強(qiáng)度： 3. .確定確定最大最大( (許用許用) )載荷載荷： maxNmax AFmaxN FA maxN AF 已知已知 、F 和和 A，檢驗(yàn)，檢驗(yàn)已知已知 和和 F ，求，求已知已知 和和 A，求，求 maxN AFmaxF3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的

12、強(qiáng)度及變形計(jì)算例例1 1 某冷鐓機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖所示。鐓壓時(shí)，矩形某冷鐓機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖所示。鐓壓時(shí)，矩形解：解：1. .求軸力求軸力截面連桿截面連桿AB在水平位置。已知：在水平位置。已知：h=1.4b， =90MPa，由由2. .求橫截面面積求橫截面面積F=3780kN。不計(jì)自重，試確定連桿的截面尺寸。不計(jì)自重，試確定連桿的截面尺寸。 AB工件工件kN 3780N FFN AF ，得到，得到 N FA bhAFFB23mm 90103780 23mm 1042 3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算3. .確定橫截面的尺寸確定橫截面的尺寸得到得到所以所以hb

13、A mm 173 b由由bh4 . 1 例例1 1 某冷鐓機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖所示。鐓壓時(shí)，矩形某冷鐓機(jī)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)如圖所示。鐓壓時(shí)，矩形解：解：截面連桿截面連桿AB在水平位置。已知：在水平位置。已知：h=1.4b， =90MPa，F(xiàn)=3780kN。不計(jì)自重，試確定連桿的截面尺寸。不計(jì)自重，試確定連桿的截面尺寸。 AB工件工件bhAFFB24 . 1 b 23mm1042 mm 1734 . 1 mm 242 3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算三、變形的計(jì)算三、變形的計(jì)算3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算解：解：1. .求內(nèi)力求內(nèi)力

14、例例2 已知已知: : l=2m, d=25mm, P=100kN, =30, E=210GPa, 試試求求A點(diǎn)的位移點(diǎn)的位移 A。求得求得 取節(jié)點(diǎn)取節(jié)點(diǎn)A為研究對(duì)象為研究對(duì)象 :0 xF :0yF2N1NFF APFFN2N1yx l21ACBPd 0sinsin1N2N FF0coscos2N1N PFF cos2P 3. .6 軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算軸向拉壓桿的強(qiáng)度及變形計(jì)算A 2. .求求變形變形3. .求求位移位移( (以切線代替弧線法以切線代替弧線法) )21ll AAA cos22N1NPFF 例例2 已知已知: : l=2m, d=25mm, P=100kN, =30, E

15、=210GPa, 解：解： 試試求求A點(diǎn)的位移點(diǎn)的位移 A。EAlF1N AA 22cos42dEPl mm 3 . 1 cos2 EAPl 2cos2EAPl cos222 dEPl mm30cos251021010210100222333 l21ACBPd1l A CBA2l cos1l 第三章第三章 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算3. .7 簡(jiǎn)單簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題拉壓超靜定問(wèn)題一、超靜定問(wèn)題的概念一、超靜定問(wèn)題的概念二、超靜定問(wèn)題的一般解法二、超靜定問(wèn)題的一般解法三、溫度應(yīng)力三、溫度應(yīng)力四、裝配應(yīng)力四、裝配應(yīng)力3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)

16、題一、超靜定問(wèn)題的概念一、超靜定問(wèn)題的概念平面力系：平面力系：平衡方程數(shù)：平衡方程數(shù)： 未知約束力數(shù)未知約束力數(shù)： FFFA12211 2 21 2 2共線力系共線力系 匯交力匯交力 平行力系平行力系3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題一、超靜定問(wèn)題的概念一、超靜定問(wèn)題的概念FFFA1221B334平衡方程數(shù)：平衡方程數(shù)： 未知約束力數(shù)未知約束力數(shù)： 1 2 22 3 4平面力系：平面力系： 共線力系共線力系 匯交力匯交力 平行力系平行力系3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題靜靜 定定 問(wèn)問(wèn) 題題約束反力或內(nèi)力約束反力或內(nèi)力可以可以僅由平衡方程僅由平衡方程 求得的問(wèn)題求

17、得的問(wèn)題即：即：靜靜 定定 問(wèn)問(wèn) 題題未知力數(shù)未知力數(shù)等于等于平衡方程數(shù)平衡方程數(shù)超靜定次數(shù)超靜定次數(shù)未知力數(shù)未知力數(shù) 減減 平衡方程數(shù)平衡方程數(shù)超靜定問(wèn)題超靜定問(wèn)題約束反力或內(nèi)力約束反力或內(nèi)力不能不能僅由平衡方程僅由平衡方程 求得的問(wèn)題求得的問(wèn)題超靜定問(wèn)題超靜定問(wèn)題未知力數(shù)未知力數(shù)多于多于平衡方程數(shù)平衡方程數(shù) ( (即即多余約束數(shù)多余約束數(shù)) )( (靜不定問(wèn)題靜不定問(wèn)題) )多余約束數(shù)多余約束數(shù)是指是指僅就平衡來(lái)說(shuō)是不必要的約束僅就平衡來(lái)說(shuō)是不必要的約束3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題二、超靜定問(wèn)題的一般解法二、超靜定問(wèn)題的一般解法 ( (2) ) 列出平衡方程；列出平衡方

18、程； ( (4) ) 列出物理方程列出物理方程( (即胡克定律即胡克定律) )； ( (3) ) 根據(jù)桿或桿系的變形幾何關(guān)系，根據(jù)桿或桿系的變形幾何關(guān)系，建立變形幾何方程建立變形幾何方程 ( (變形協(xié)調(diào)方程、變形協(xié)調(diào)條件變形協(xié)調(diào)方程、變形協(xié)調(diào)條件) )； ( (5) ) 聯(lián)立求解。聯(lián)立求解。 ( (1) ) 確定超靜定次數(shù)；確定超靜定次數(shù)；3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題解：解：為一次超靜定問(wèn)題為一次超靜定問(wèn)題1. .靜力平衡方程靜力平衡方程例例3 圖示兩端固定直桿，已知：圖示兩端固定直桿，已知：F， l1，E1，A1，l2， E2， A2，求：，求：FAy，F(xiàn)By。 2. .

19、變形幾何方程變形幾何方程:0 yF021 ll( (1) )( (2) )3. .物理方程物理方程( (3) )FAyFN1ABlll12CFFAyBy1F2FByFN2 1111N1AElFl 2222N2AElFl 0 FFFByAy ,111AElFAy 222AElFBy 3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題例3（4.聯(lián)立求解；討論）4. .聯(lián)立求解聯(lián)立求解，得到，得到討論：討論：當(dāng)當(dāng)E1= E2，A1= A2時(shí)時(shí)超靜定問(wèn)題的特點(diǎn)：超靜定問(wèn)題的特點(diǎn)： 未知力未知力不僅與載荷的大小有關(guān)，不僅與載荷的大小有關(guān)，F(xiàn)llFlllFFllFlllFByAy12112212 , 122

20、2112111221 ,1lAElAEFFlAElAEFFByAy 還與載荷的還與載荷的作用位置作用位置以及桿的以及桿的材料材料和和截面尺寸截面尺寸有關(guān)。有關(guān)。例例3 圖示兩端固定直桿，已知：圖示兩端固定直桿，已知：F， l1，E1，A1，l2， E2， A2，求：，求：FAy，F(xiàn)By。 ( (剛度剛度) )ABll12CFFAyByF3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題例3（4.聯(lián)立求解；討論）4. .聯(lián)立求解聯(lián)立求解，得到，得到討論：討論：當(dāng)當(dāng)E1= E2，A1= A2時(shí)時(shí)超靜定問(wèn)題的特點(diǎn)：超靜定問(wèn)題的特點(diǎn)： 未知力未知力不僅與載荷的大小有關(guān)，不僅與載荷的大小有關(guān)，F(xiàn)llFll

21、lFFllFlllFByAy12112212 , 1222112111221 ,1lAElAEFFlAElAEFFByAy 還與載荷的還與載荷的作用位置作用位置以及桿的以及桿的材料材料和和截面尺寸截面尺寸有關(guān)。有關(guān)。例例3 圖示兩端固定直桿，已知：圖示兩端固定直桿，已知：F， l1，E1，A1，l2， E2， A2，求：，求：FAy，F(xiàn)By。 ( (剛度剛度) )ABll12CFAyF3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題三、溫度應(yīng)力三、溫度應(yīng)力1. .溫度應(yīng)力的概念溫度應(yīng)力的概念FFxx靜定結(jié)構(gòu)：靜定結(jié)構(gòu)：超靜定結(jié)構(gòu)：超靜定結(jié)構(gòu)：溫度應(yīng)力溫度應(yīng)力由于溫度的變化所產(chǎn)生的應(yīng)力由于溫度的

22、變化所產(chǎn)生的應(yīng)力0 T0 T是一種初應(yīng)力是一種初應(yīng)力初初 應(yīng)應(yīng) 力力在載荷作用前構(gòu)件內(nèi)已經(jīng)具有的應(yīng)力在載荷作用前構(gòu)件內(nèi)已經(jīng)具有的應(yīng)力3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題三、溫度應(yīng)力三、溫度應(yīng)力2. .計(jì)算方法計(jì)算方法 按超靜定問(wèn)題求解按超靜定問(wèn)題求解 物理方程應(yīng)考慮溫度對(duì)變形的影響，即物理方程應(yīng)考慮溫度對(duì)變形的影響，即TllT 式中式中 材料的材料的線膨脹系數(shù)線膨脹系數(shù)( (熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)) ) T = T2 - - T1溫度的改變量溫度的改變量 l 桿的長(zhǎng)度桿的長(zhǎng)度3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題四、裝配應(yīng)力四、裝配應(yīng)力1. .裝配應(yīng)力的概念裝配應(yīng)力的概念裝

23、配后為：裝配后為： 靜定結(jié)構(gòu)靜定結(jié)構(gòu) 超靜定結(jié)構(gòu)超靜定結(jié)構(gòu)裝配應(yīng)力裝配應(yīng)力由于裝配后所產(chǎn)生的應(yīng)力由于裝配后所產(chǎn)生的應(yīng)力也是一種初應(yīng)力也是一種初應(yīng)力3. .7 簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題簡(jiǎn)單拉壓超靜定問(wèn)題四、裝配應(yīng)力四、裝配應(yīng)力2. .計(jì)算方法計(jì)算方法 按超靜定問(wèn)題求解按超靜定問(wèn)題求解3. .應(yīng)用應(yīng)用第三章第三章 材料的力學(xué)性質(zhì)材料的力學(xué)性質(zhì) 拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算拉壓桿的強(qiáng)度計(jì)算3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算一、定義一、定義二、工程實(shí)例二、工程實(shí)例三、剪切的實(shí)用計(jì)算三、剪切的實(shí)用計(jì)算四、擠壓的實(shí)用計(jì)算四、擠壓的實(shí)用計(jì)算3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算一、定義一、定義

24、剪切變形剪切變形FF 相距很近的外力作用下，使得桿件有發(fā)生相距很近的外力作用下，使得桿件有發(fā)生相相 對(duì)錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)對(duì)錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)的變形現(xiàn)象。的變形現(xiàn)象。在一對(duì)大小相等、方向相反、作用線平行且在一對(duì)大小相等、方向相反、作用線平行且簡(jiǎn)稱簡(jiǎn)稱剪切剪切。螺栓和鍵螺栓和鍵二、二、工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算銷釘銷釘二、二、工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算銷釘銷釘二、二、工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算銷釘銷釘二、二、工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算三、剪切的實(shí)用計(jì)算

25、三、剪切的實(shí)用計(jì)算mmFFmmFF3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算mmFF1. .幾個(gè)名詞幾個(gè)名詞剪剪 切切 面面單單 剪剪被聯(lián)接件被聯(lián)接件接接 頭頭聯(lián)聯(lián) 接接 件件雙雙 剪剪鉚釘、銷釘、螺栓、鍵等鉚釘、銷釘、螺栓、鍵等鋼板、掛鉤等鋼板、掛鉤等被聯(lián)接件被聯(lián)接件 + + 聯(lián)接件聯(lián)接件有發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)的截面有發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)趨勢(shì)的截面只有只有一個(gè)剪切面一個(gè)剪切面的剪切現(xiàn)象的剪切現(xiàn)象具有具有兩個(gè)剪切面兩個(gè)剪切面的剪切現(xiàn)象的剪切現(xiàn)象3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算三、剪切的實(shí)用計(jì)算三、剪切的實(shí)用計(jì)算 單剪單剪mmFFmmFFnnmm 雙剪雙剪FF3. .8 剪切和

26、擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算單剪單剪工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算雙剪雙剪工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算四剪四剪工程實(shí)例工程實(shí)例3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算2. .剪切的實(shí)用計(jì)算剪切的實(shí)用計(jì)算剪力剪力( (FQ ) )與剪切面的法線方向垂直的內(nèi)力與剪切面的法線方向垂直的內(nèi)力( (1) )剪力剪力 :0 xFmmFFmmFFQFF Q利用截面法利用截面法3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算0Q FF注意：注意：剪切面上除了有剪力外，還存在很小的力偶矩。剪切面上除了有剪力外，還

27、存在很小的力偶矩。( (2) )切應(yīng)力切應(yīng)力式中式中 平均切應(yīng)力，平均切應(yīng)力，即即假定：假定：切應(yīng)力在剪切面上切應(yīng)力在剪切面上均勻分布均勻分布 工程上通常采用工程上通常采用“實(shí)用計(jì)算實(shí)用計(jì)算”( (假定計(jì)算假定計(jì)算) ) AQ剪切面面積剪切面面積切應(yīng)力方向：切應(yīng)力方向：與與FQ相同相同QQAF 又稱為又稱為名義切應(yīng)力名義切應(yīng)力3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算( (3) )剪切強(qiáng)度條件剪切強(qiáng)度條件式中式中 材料的許用切應(yīng)力材料的許用切應(yīng)力QQ AF3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算四、擠壓的實(shí)用計(jì)算四、擠壓的實(shí)用計(jì)算1. .擠壓的概念擠壓的概念FF擠壓面FF

28、3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算幾個(gè)名詞：幾個(gè)名詞：擠擠 壓壓 力力( (Fbs) )擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力( ( bs) )擠壓面擠壓面擠擠 壓壓 觸面上觸面上相互壓緊的現(xiàn)象相互壓緊的現(xiàn)象在外力作用下，聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間在在外力作用下，聯(lián)接件與被聯(lián)接件之間在接接相互壓緊部分的接觸面相互壓緊部分的接觸面擠壓面上所受到的壓力擠壓面上所受到的壓力與擠壓力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力與擠壓力所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算2. .擠壓的實(shí)用計(jì)算擠壓的實(shí)用計(jì)算( (1) )擠壓力擠壓力FF bs bsFbs bsdtFbs擠壓面剪切面 bsFbsFFt3. .8 剪切和

29、擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算( (2) )擠壓應(yīng)力擠壓應(yīng)力 工程上通常采用工程上通常采用“實(shí)用計(jì)算實(shí)用計(jì)算”( (假定計(jì)算假定計(jì)算) )即即假定：假定：擠壓應(yīng)力在擠壓應(yīng)力在計(jì)算擠壓面計(jì)算擠壓面上均勻分布上均勻分布bsbsbsAF bsdtFbs擠壓面剪切面計(jì)算擠壓面式中式中 bs名義擠壓應(yīng)力名義擠壓應(yīng)力 與實(shí)際最大應(yīng)力接近與實(shí)際最大應(yīng)力接近 Abs計(jì)算擠壓面計(jì)算擠壓面面積面積3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算關(guān)于計(jì)算擠壓面面積的計(jì)算：關(guān)于計(jì)算擠壓面面積的計(jì)算：( (a) )圓柱形擠壓面：計(jì)算擠壓面圓柱形擠壓面：計(jì)算擠壓面 = = 直徑平面直徑平面 bsdtFbs擠壓面剪

30、切面計(jì)算擠壓面3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算= = 投影面投影面關(guān)于計(jì)算擠壓面面積的計(jì)算：關(guān)于計(jì)算擠壓面面積的計(jì)算：( (a) )圓柱形擠壓面：計(jì)算擠壓面圓柱形擠壓面：計(jì)算擠壓面 = = 直徑平面直徑平面( (b) )矩矩 形形 擠擠 壓壓 面：計(jì)算擠壓面面：計(jì)算擠壓面 = = 矩形平面矩形平面h2_ bbslbh2_ bsFbsFbs擠壓面擠壓面剪切面剪切面mmmm FQFbs= = 投影面投影面= = 擠壓面擠壓面3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算( (3) )擠壓強(qiáng)度條件擠壓強(qiáng)度條件式中式中 bs 材料的許用擠壓應(yīng)力材料的許用擠壓應(yīng)力bsbsbsbs AF3. .8 剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算剪切和擠壓的實(shí)用計(jì)算注意：注意：( (b) )如果被聯(lián)接件的截面在連接處遭到削弱，還應(yīng)對(duì)被如果被聯(lián)接件的截面在連接處遭到削弱，還應(yīng)對(duì)被( (a) )當(dāng)被聯(lián)接件的許用擠壓應(yīng)力小于聯(lián)接件的許用擠壓當(dāng)被聯(lián)接件的許用擠壓應(yīng)力小于聯(lián)接件的許用擠壓 應(yīng)力時(shí)，須對(duì)被聯(lián)接件進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核；應(yīng)力時(shí)，須對(duì)被聯(lián)接件進(jìn)行擠壓強(qiáng)度校核； 聯(lián)接件在該截面的拉壓強(qiáng)度進(jìn)行校核。聯(lián)接件在該截面的拉壓強(qiáng)度進(jìn)