第二章 軸向拉伸及壓縮 第五節(jié) 強(qiáng)度計算_第1頁
第二章 軸向拉伸及壓縮 第五節(jié) 強(qiáng)度計算_第2頁
第二章 軸向拉伸及壓縮 第五節(jié) 強(qiáng)度計算_第3頁
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文檔簡介

1第七節(jié)拉(壓)桿的強(qiáng)度計算一、強(qiáng)度失效·極限應(yīng)力·許用應(yīng)力與安全因數(shù)強(qiáng)度失效:強(qiáng)度失效的兩種形式:1)塑性材料:2)脆性材料:極限應(yīng)力:塑性材料(拉、壓相同)脆性材料(

bc>

b)塑性屈服脆性斷裂材料喪失承載能力材料強(qiáng)度失效時所對應(yīng)的應(yīng)力,記作

u,應(yīng)取2許用應(yīng)力:其中,n

為大于1的常數(shù),稱為安全因數(shù)作

[

]

,材料不發(fā)生強(qiáng)度失效所允許承受的最大應(yīng)力,記取3拉(壓)桿的強(qiáng)度條件:二、拉(壓)桿的強(qiáng)度條件強(qiáng)度條件:說明:1)對于塑性材料,拉伸與壓縮許用應(yīng)力

[

]

基本相同,無需區(qū)分;對于脆性材料,拉伸許用應(yīng)力

[

t

]與壓縮許用應(yīng)力[c

]

差異很大,必須嚴(yán)格區(qū)分。2)工程中規(guī)定,在強(qiáng)度計算中,如果桿件的實際工作應(yīng)力

超出了材料的許用應(yīng)力[],但只要超出量

-[

]

不大于許用應(yīng)力[]

5%,仍然是容許的。防止強(qiáng)度失效,保證安全工作的條件4三、強(qiáng)度計算的三種類型1)校核強(qiáng)度2)截面設(shè)計3)確定許用載荷5[例1]圖示圓截面階梯桿,已知所受軸向外力

F1=

20

kN、F2=

50

kN;桿的直徑

d1=

14.5

mm、d2=

16

mm;材料為

Q235

鋼,屈服極限

s=

235

MPa

,取安全因數(shù)ns=

1.8

,試校核該階梯桿的強(qiáng)度。

解:作出桿的軸力圖2)強(qiáng)度校核材料的許用應(yīng)力1)作軸力圖6分段進(jìn)行強(qiáng)度校核AB段:

故AB段強(qiáng)度滿足要求

BC段:

BC段強(qiáng)度也滿足要求

7解:[例2]如圖,已知吊重

F

=

1000

kN,兩側(cè)對稱斜拉桿由圓截面的鋼桿制成,材料的許用應(yīng)力

[

]

=

120

MPa,角為

20°,試確定斜拉桿橫截面的直徑。截取吊環(huán)的上半部分為研究得斜拉桿軸力對象,由平衡方程1)計算斜拉桿軸力82)截面設(shè)計

根據(jù)拉(壓)桿強(qiáng)度條件解得斜拉桿橫截面的直徑故取斜拉桿直徑9解:[例3]如圖,斜桿AB

由兩根80mm×80mm×7mm的等邊角鋼構(gòu)成,橫桿AC

由兩根

No.10

槽鋼構(gòu)成,許用應(yīng)力[]=120MPa,試根據(jù)強(qiáng)度確定許可載荷

[F

]

。

截取節(jié)點

A

,解得兩桿軸力列平衡方程1)計算兩桿軸力102)確定許可載荷查型鋼表,得斜桿

AB

橫截面面積橫桿

AC

橫截面面積由斜桿

AB

強(qiáng)度條件

解得11再由橫桿

AC

強(qiáng)度條件

解得

所以,該支架的許可載荷為由斜桿

AB

強(qiáng)度條件

12[例4]圖示組合屋架,已知屋架的跨度

l=8.4

m、高度

h=

1.4

m;所受均布載荷

q=

10

kN/m;圓截面鋼拉桿

AB

的直徑d=22mm;許用應(yīng)力

[

]

=

160

MPa,試校核鋼拉桿

AB

的強(qiáng)度。解:截取左半個屋架為研究對象由對稱性得屋架的支座反力1)計算桿

AB

的軸力作受力圖由平衡方程得桿

AB

的軸力13桿

AB

橫截面上的正應(yīng)力2)校核桿

AB

的強(qiáng)度所以,鋼拉桿

AB

的強(qiáng)度仍然符合要求但由于[例5]剛性桿ACB由圓桿CD懸掛在C點,B端作用集中力F=25kN,已知CD桿的直徑d=20mm,許用應(yīng)力[]=160MPa,試校核CD桿的強(qiáng)度,并求:(1)結(jié)構(gòu)的許可荷載[F];(2)若F=50kN,設(shè)計CD桿的直徑.2aaFABDC解:(1)求CD桿的內(nèi)力FNCDFACBFAyFAx2aaFABDC則桿CD強(qiáng)度足夠可安全工作FNCDFACBFAyFAx2aaFABDC(2)結(jié)構(gòu)的許可荷載[F]由得[F]=33.5kNF

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