過程設(shè)備機械基礎(chǔ)：3 拉伸與壓縮

1、3 拉伸與壓縮3.2 內(nèi)力的求取方法3.3 應(yīng)力與強度條件3.4 材料的變形與虎克定律3.5 材料的力學(xué)性能3.1 材料力學(xué)的內(nèi)涵本章所要解決的問題：3.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo)強度(Strength) 穩(wěn)定性(Stability)剛度(Stiffness) 3.1 材料力學(xué)需要解決的問題Stability of Structures壓過了?材料力學(xué)的基本假定1 小變形2 材料連續(xù)均勻3 材料各向同性連續(xù)均勻小變形各向同性實際工程構(gòu)件能滿足嗎?Atrium Structure小變形ExcavatorCar Chassis連續(xù)均勻各向同性材料力學(xué)的研究對象桿板柱1）拉-壓2）剪切四種基本的變形

2、3）扭轉(zhuǎn)4）彎曲3.2 內(nèi)力和截面法外力：物體對構(gòu)件的作用，如約束反力、主動力;內(nèi)力：構(gòu)件一部分與相鄰部分之間的相互作用力;軸力圖：拉力畫在軸的上側(cè)，壓力畫在軸的下測。截面法：假想將桿件切開，使內(nèi)力轉(zhuǎn)化為外力，運用靜力平衡條件求出截面上內(nèi)力的方法。例1例2123今日習(xí)題:3-1,3-2,3-43.3 應(yīng)力及強度條件一. 應(yīng)力的基本概念定義：SN/A 表示單位截面上所受的力。規(guī)定：應(yīng)力方向與截面垂直為正應(yīng)力 應(yīng)力方向與截面平行為剪應(yīng)力直桿拉伸時斜截面上的應(yīng)力則橫截面上的正應(yīng)力為： 設(shè)與橫截面成夾角的斜截面k-k的面積為由左段的平衡可知 斜截面k-k上的應(yīng)力:把f分解成垂直于斜截面的正應(yīng)力和剪應(yīng)力

3、斜截面上應(yīng)力的特點：(1) 當(dāng)=0時，斜截面k-k成為垂直于軸線的橫截面，達(dá)到最大值，而為最小值=0；(2) 當(dāng)=90o時， 達(dá)到最大值, = /2。二 .強度條件危險應(yīng)力0：構(gòu)件開始破壞時的應(yīng)力。強度條件：max0考慮實際情況及必要強度儲備?。簃ax：取許用應(yīng)力的理由：1 ）補償構(gòu)件實際工作情況與設(shè)計計算時所設(shè)想的條件不一致。2 ）必要的強度儲備。根據(jù)強度條件可完成三件工作：1) 強度校核：maxN/3) 確定許可工作載荷：N A例3. 氣缸蓋用根徑為20mm的8個螺栓與氣缸體聯(lián)接，如圖所示。螺栓材料的許用應(yīng)力=100Mpa，氣缸體內(nèi)徑Di=600mm，試求氣缸內(nèi)允許的最大壓力p（不考慮螺栓

4、的預(yù)緊力）。 每個螺栓內(nèi)徑的橫截面積為每個螺栓的許可軸力為 8個螺栓所承受的總載荷為 即氣缸蓋所受最大載荷為251.2KN。因此，缸內(nèi)最大允許的壓力為: 氣缸蓋的受力面積為:今日習(xí)題:3-6,3-7,3-93.4 材料的變形和虎克定律定義應(yīng)變：截面收縮率：泊松系數(shù):物理中虎克定律將上式兩邊除以截面積A，則：E稱為材料的彈性模量，表示材料抵抗彈性變形的能力。3.5 材料的力學(xué)性能一) 材料的強度及測定(GB228-2002)金屬拉伸試驗試樣 國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：l=10d和l=5d拉伸時載荷與伸長量曲線FlF拉伸時應(yīng)力與應(yīng)變曲線二)其它材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線塑性材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線E脆性材料拉伸應(yīng)力應(yīng)變

5、曲線0.8/%5004003002001000玻璃鋼0.41.2 /MPa0.2灰口鑄鐵三) 壓縮時的應(yīng)力應(yīng)變曲線 塑性材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線3.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo) 前面所測試的材料強度實際上只有在實驗室條件下測得的，工程構(gòu)件的受力是多樣和復(fù)雜的，其受力可能為外載應(yīng)力、變形應(yīng)力和交變應(yīng)力，材料的強度還與溫度等因素存在密切的關(guān)系。沖擊韌性是指材料抵抗沖擊載荷的能力, aK(J/cm2)3.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo)沖擊3.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo)硬度硬度表示其它物體對它表面局部壓入的能力。A. 布氏硬度瑞典工程師T.A.Brinell于1900年提出B. 洛氏硬度由美國人Rockwell

6、于1919年提出。用金剛石圓錐體或硬度鋼球做壓頭，根據(jù)試樣的壓痕深度來表示硬度高低。常見有：HRAHRBHRC常用的有HRA、HRB、HRC三個等級hh1120oPoPho3.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo) 溫度的影響高溫下的蠕變低溫下的脆性3.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo)疲勞強度決定于1） 交變應(yīng)力的最大值2） 循環(huán)次數(shù)3） 交變應(yīng)力的特征-131N1N2N301SN223456材料的疲勞曲線(S-N曲線)03.6 材料的其它力學(xué)性能指標(biāo) 應(yīng)力集中應(yīng)力集中的表達(dá)應(yīng)力集中系數(shù)的定義：應(yīng)力集中系數(shù)的表達(dá)：應(yīng)力集中的效果與材料性能間的關(guān)系 典型材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線自然科學(xué)與社會科學(xué)的相似性來檢查我的總統(tǒng)府！如何發(fā)展? 美國攻打伊拉克，亡國了？材料屈服材料斷裂 我國政府的立場：伊拉克事務(wù)應(yīng)由伊拉克人民決定?。ù髧L(fēng)范）如何降低應(yīng)力集中？止裂孔非常管用!F117戰(zhàn)機止裂孔！本章要點:本章內(nèi)容為材料力學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容，重點思考的問題為：1）材料力學(xué)的基本