組合變形完整版課件

第八章組合變形材料力學(xué)第八章組合變形材料力學(xué)組合變形/組合變形和疊加原理§8.1組合變形和疊加原理材料力學(xué)組合變形/組合變形和疊加原理§8.1材料力學(xué)桿件在外力作用下，同時(shí)發(fā)生兩種或兩種以上基本變形的組合。組合變形的概念：一.組合變形工程實(shí)例如下：組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)桿件在外力作用下，同時(shí)發(fā)生兩種或兩種以上基本鉆床拉壓和彎曲的組合變形組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)鉆床拉壓和彎曲的組合變形組合變形/組合變形和疊加原理材料力扭轉(zhuǎn)和彎曲的組合變形組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)扭轉(zhuǎn)和彎曲的組合變形組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)

將組合變形分解成若干個(gè)基本變形，分別計(jì)算出每個(gè)基本變形下的內(nèi)力和應(yīng)力，然后進(jìn)行應(yīng)力疊加。二.求解組合變形的基本方法—疊加法疊加法的概述：組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)將組合變形分解成若干個(gè)基本變形，分別組合變形/組合變形和疊加原理疊加法的具體步驟：1.將組合變形分解成基本變形（推薦兩種方法）（1）荷載的等效處理法（2）截面內(nèi)力判斷法材料力學(xué)組合變形/組合變形和疊加原理疊加法的具體步驟：1.將組合變形

將作用在桿件上的外力進(jìn)行平移或分解，使之簡(jiǎn)化后的載荷符合基本變形的外力特征，從而判斷組合變形的類型。

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(jiǎn)化。（舉例說(shuō)明）（1）荷載的等效處理法組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)將作用在桿件上的外力進(jìn)行平移或分解，使之簡(jiǎn)化后的載荷組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)（2）截面內(nèi)力判斷法根據(jù)截面上的內(nèi)力，判斷組合變形的類型。XyZ在橫力彎曲時(shí)，剪力在截面桿上產(chǎn)生的剪應(yīng)力較小，可忽略。組合變形/組合變形和疊加原理材料力學(xué)（2）截面內(nèi)力判斷法根據(jù)截面上的內(nèi)力，判斷組合變形的類型。X2.分別求基本變形橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力拉壓扭轉(zhuǎn)純彎曲變形類型橫力彎曲內(nèi)力正應(yīng)力切應(yīng)力軸力FNFN/A無(wú)扭矩T無(wú)Tρ/Ip彎矩M忽略不計(jì)My/Iz彎矩M+剪力FsMy/Iz無(wú)組合變形/組合變形和疊加原理備注：基本變形均為簡(jiǎn)單應(yīng)力狀態(tài)，可直接校核強(qiáng)度。材料力學(xué)2.分別求基本變形橫截面上的內(nèi)力和應(yīng)力拉壓扭轉(zhuǎn)純彎曲變形類型組合變形/組合變形和疊加原理3.應(yīng)力疊加并進(jìn)行強(qiáng)度校核拉壓正應(yīng)力σ’扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力τ彎曲正應(yīng)力σ彎曲正應(yīng)力σσmax≤[σ]σmax=|σ’+σmax|σmax≤[σ]平面（二向）應(yīng)力狀態(tài)下，根據(jù)強(qiáng)度條件計(jì)算σmax②扭轉(zhuǎn)與彎曲組合①拉壓與彎曲組合材料力學(xué)組合變形/組合變形和疊加原理3.應(yīng)力疊加并進(jìn)行強(qiáng)度校核拉壓§8.2拉壓與彎曲的組合組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)§8.2組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)拉壓與彎曲組合強(qiáng)度校核的解題步驟：LABqFFABFFABq+彎曲拉伸1.分解組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)拉壓與彎曲組合強(qiáng)度校核的解題步驟：LABqFFABFFABqLABq2.求基本變形的內(nèi)力xLABFFx彎曲拉伸組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)LABq2.求基本變形的內(nèi)力xLABFFx彎曲拉伸組合變形/4.應(yīng)力疊加并建立強(qiáng)度條件3.確定危險(xiǎn)截面，求基本變形的應(yīng)力彎曲拉伸應(yīng)力疊加強(qiáng)度條件|FN|最大處|M|最大處組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)4.應(yīng)力疊加并建立強(qiáng)度條件3.確定危險(xiǎn)截面，求基本變形的應(yīng)力LAB1.3m1.3mCF30oD例1旋轉(zhuǎn)式懸臂吊車架，由18號(hào)工字鋼制成橫梁AB(查表可得截面的W和A)，A處為光滑鉸鏈，BC桿為拉桿,F=25KN，[σ]=100MPa,試校核橫梁強(qiáng)度。（要求分析思路）組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)LAB1.3m1.3mCF30oD例1旋轉(zhuǎn)式懸臂吊車架，由組合變形/拉壓與彎曲的組合思路分析：LAB1.3m1.3mCF30oD選AB為研究對(duì)象，求A、B處的約束反力根據(jù)受力分析判斷AB桿的變形組合類型壓縮和彎曲的組合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)截面將D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)度校核材料力學(xué)組合變形/拉壓與彎曲的組合思路分析：LAB1.3m1.3mC組合變形/拉壓與彎曲的組合完成課本263頁(yè)例8.1問(wèn)題：如何選擇工字鋼型號(hào)？根據(jù)抗彎截面系數(shù)W和截面面積A材料力學(xué)組合變形/拉壓與彎曲的組合完成課本263頁(yè)例8.1問(wèn)題：如何例2圖示為灰鑄鐵HT15-33的壓力機(jī)框架,最大加工壓力為F=12KN，已知材料許用拉應(yīng)力為，許用壓應(yīng)力為，截面如圖所示，試校核框架立柱的強(qiáng)度。FF200zd組合變形/拉壓與彎曲的組合材料力學(xué)例2圖示為灰鑄鐵HT15-33的壓力機(jī)框架,最組合變形/拉壓與彎曲的組合思路分析：根據(jù)受力情況判斷立柱的變形組合類型FF200拉伸和彎曲的組合拉伸：彎曲：求軸力，再求正應(yīng)力求彎矩，再求正應(yīng)力求最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力，并分別校核（如下）材料力學(xué)組合變形/拉壓與彎曲的組合思路分析：根據(jù)受力情況判斷立柱的變FF200計(jì)算最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力，并分別校核任意橫截面上拉伸正應(yīng)力：任意橫截面上彎曲正應(yīng)力：同一個(gè)方向上的正應(yīng)力可以根據(jù)分布情況直接疊加，疊加后仍為單向應(yīng)力狀態(tài)，直接校核強(qiáng)度。材料力學(xué)FF200計(jì)算最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力，并分別校核任意橫截面上組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合§8.4扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合§8.4材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲組合強(qiáng)度校核的解題步驟：1.做出受力簡(jiǎn)圖，并求出未知力；3.分別畫(huà)出內(nèi)力圖，確定危險(xiǎn)截面；（忽略橫力彎曲時(shí)的剪力）4.確定危險(xiǎn)點(diǎn)及應(yīng)力狀態(tài)；5.根據(jù)強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核。舉例說(shuō)明如下2.判斷變形類型并進(jìn)行分解；材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合扭轉(zhuǎn)與彎曲組合強(qiáng)度校核的解題步驟：組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合已知：材料為45號(hào)鋼材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合已知：材料為45號(hào)鋼材料力學(xué)1.做出受力簡(jiǎn)圖并求出未知力材料力學(xué)1.做出受力簡(jiǎn)圖并求出未知力材料力學(xué)2.判斷變形類型并進(jìn)行分解組合變形：扭轉(zhuǎn)+兩個(gè)方向面的彎曲組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)2.判斷變形類型并進(jìn)行分解組合變形：扭轉(zhuǎn)+兩個(gè)方向面的彎曲組xCABDxxCBDA0.72KN3.分別畫(huà)出內(nèi)力圖，確定危險(xiǎn)截面（忽略橫力彎曲時(shí)的剪力）扭轉(zhuǎn)的扭矩圖：彎曲的彎矩圖：（豎直xz面My）彎曲的彎矩圖：（水平xy面Mz）組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)xCABDxxCBDA0.72KN3.分別畫(huà)出內(nèi)力圖，確定危可能的危險(xiǎn)截面：根據(jù)內(nèi)力圖分析B和D如何通過(guò)計(jì)算確定危險(xiǎn)截面的位置？思考zy由于圓形截面的特殊性，可將彎矩平行四邊形合成危險(xiǎn)截面為B組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)可能的危險(xiǎn)截面：根據(jù)內(nèi)力圖分析B和D如何通過(guò)計(jì)算確定危險(xiǎn)截面

危險(xiǎn)點(diǎn)的位置zyzyT壓拉4.確定危險(xiǎn)點(diǎn)及應(yīng)力狀態(tài)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)危險(xiǎn)點(diǎn)的位置zyzyT壓拉4.確定危險(xiǎn)點(diǎn)及應(yīng)力狀態(tài)組合變形危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)zyT壓拉二向應(yīng)力狀態(tài)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)zyT壓拉二向應(yīng)力狀態(tài)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲5.根據(jù)強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核要求回顧如何根據(jù)材料選擇強(qiáng)度理論第三強(qiáng)度理論校核：第四強(qiáng)度理論校核：鋼屬于塑性材料，按第三或第四強(qiáng)度理論校核組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合材料力學(xué)5.根據(jù)強(qiáng)度理論進(jìn)行強(qiáng)度校核要求回顧如何根據(jù)材料選擇強(qiáng)度理論組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合根據(jù)解析法求二相應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力其中：材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合根據(jù)解析法求二相應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合將各式代入第三強(qiáng)度理論得：將各式代入第四強(qiáng)度理論得：材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合將各式代入第三強(qiáng)度理論得：將各式代組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合完成課本274頁(yè)例8.5注意事項(xiàng)：繪制簡(jiǎn)力圖的原則一般地，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(jiǎn)化。（對(duì)比圖8.14（a）和（b））材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合完成課本274頁(yè)例8.5注意事項(xiàng)：組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合§8.2拉壓與彎曲的組合§8.4扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合綜合題目分析：扭轉(zhuǎn)、拉壓、彎曲組合變形的圓軸材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合§8.2拉壓與彎曲的組合§8.4扭組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：1.扭轉(zhuǎn)是由于哪個(gè)力引起的？答案：材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：1.扭轉(zhuǎn)是由于哪個(gè)力引起組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：2.拉壓是由于哪個(gè)力引起的？答案：材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：2.拉壓是由于哪個(gè)力引起組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：3.彎曲是由于哪些力引起的？答案：XZ面上的彎曲XY面上的彎曲材料力學(xué)組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：3.彎曲是由于哪些力引起組合變形/扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合回答問(wèn)題：4.組合變形的正應(yīng)力如何確定？答案：先將兩個(gè)方向上的彎矩疊加求總的彎曲正應(yīng)力；再與拉壓正應(yīng)力疊加計(jì)算公式為材料力學(xué)組合變形