版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
第二章直桿的拉伸(lāshēn)和壓縮精品資料2023/2/42緒言(xùyán)既滿足(mǎnzú)剛度強(qiáng)度和穩(wěn)定等條件的要求又尺寸小、重量輕、結(jié)構(gòu)形狀合理既能正確分析和計(jì)算構(gòu)件的變形和內(nèi)力,又了解和掌握構(gòu)件的材料的力學(xué)性質(zhì)精品資料2023/2/43在工程實(shí)際中,如果(rúguǒ)構(gòu)件的長度比橫向尺寸大得多,這樣的構(gòu)件成為桿件。精品資料2023/2/44精品資料2023/2/45一、對變形固體作的三個假設(shè)連續(xù)性假設(shè)均勻(jūnyún)性假設(shè)各向同性假設(shè)精品資料2023/2/46二、桿件基本(jīběn)變形1、拉伸(lāshēn)、壓縮2、彎曲3、剪切4、扭轉(zhuǎn)精品資料2023/2/47第一節(jié)直桿的拉伸(lāshēn)與壓縮一、工程(gōngchéng)實(shí)例精品資料2023/2/48拉伸和壓縮時(shí)的受力特點(diǎn)是:沿著桿件的軸線方向作用一對大小相等、方向相反的外力。當(dāng)外力背離桿件時(shí)稱為軸向拉伸,外力指向桿件時(shí)稱為軸向壓縮。
拉伸和壓縮時(shí)的變形特點(diǎn)是:拉伸時(shí)桿件沿軸向伸長,橫向尺寸(chǐcun)縮??;壓縮時(shí)桿件沿軸向縮短,橫向尺寸(chǐcun)增大。精品資料2023/2/49二、拉伸和壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的內(nèi)力1、概念:由外力(wàilì)引起的物體內(nèi)部相互作用力的變化量稱為附加內(nèi)力,簡稱內(nèi)力。精品資料2023/2/410軸力,拉為正,壓為負(fù)把由于拉伸或壓縮變形(biànxíng)而產(chǎn)生的橫截面上的內(nèi)力稱為軸力,用N表示。根據(jù)平衡條件,可求出內(nèi)力N的大小:
2、截面(jiémiàn)法精品資料2023/2/411假想用一平面將桿從m—m處截開,然后取其中(qízhōng)的任何一半為研究對象,列出其平衡方程。例如取左半段時(shí),可得:
若取右半段為對象,則有
由于
所以精品資料2023/2/412截面(jiémiàn)法步驟1、在需要求內(nèi)力處假想用一橫截面將構(gòu)件截開,分成兩部分;2、以任一部分為研究對象;3、在截面上加上內(nèi)力,以代替(dàitì)另一部分對研究對象的作用4、寫出研究對象的平衡方程式,解出截面上的內(nèi)力。精品資料2023/2/413三、拉伸和壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的應(yīng)力1、應(yīng)力概念應(yīng)力是單位面積上的內(nèi)力,它的大小可以(kěyǐ)表示內(nèi)力分布的密集程度。如橫截面面積為A,則作用在單位橫截面面積上的內(nèi)力的大小為:精品資料2023/2/4142、拉伸和壓縮(yāsuō)時(shí)橫截面上的應(yīng)力精品資料2023/2/4153、應(yīng)力(yìnglì)集中這種在截面突變處應(yīng)力局部(júbù)增大的現(xiàn)象稱為應(yīng)力集中。精品資料2023/2/416例2-1求截面1-1,2-2,3-3上的軸力和應(yīng)力,畫軸(huàzhóu)力圖,已知A=400mm2。軸力圖(lìtú)精品資料2023/2/417四、桿件受拉伸(lāshēn)或壓縮時(shí)的應(yīng)變絕對伸長ΔL,相對(xiāngduì)伸長或線應(yīng)變精品資料2023/2/418作業(yè)P92第7題中(c)(d)
精品資料2023/2/419第二節(jié)拉伸和壓縮(yāsuō)時(shí)材料的力學(xué)性能一、拉伸和壓縮(yāsuō)試驗(yàn)室溫、靜載(緩慢加載)、小變形等條件金屬標(biāo)準(zhǔn)試件,圓截面長試件標(biāo)距L=10d;短試件L=5d,d=10mm。精品資料2023/2/420精品資料2023/2/421坐標(biāo)紙上以橫坐標(biāo)表示(biǎoshì)ΔL,縱坐標(biāo)表示(biǎoshì)P,畫出試樣的受力與變形關(guān)系的曲線,這個曲線稱為拉伸曲線??v坐標(biāo)P除以試樣原有橫截面面積,變換成應(yīng)力σ,橫坐標(biāo)ΔL除以試樣原長L,變換成應(yīng)變ε,σ-ε曲線就與試樣尺寸無關(guān),稱為應(yīng)力-應(yīng)變圖,它直接反映了材料的機(jī)械性能。精品資料2023/2/422二、低碳鋼的拉伸(lāshēn)實(shí)驗(yàn)及其力學(xué)性能精品資料2023/2/423精品資料2023/2/4241、彈性(tánxìng)變形階段、虎克定律OA,彈性階段。A點(diǎn)所示應(yīng)力是保證材料不發(fā)生不可恢復(fù)變形的最高限值,由于這個階段應(yīng)力和應(yīng)變(yìngbiàn)成正比,故又稱比例極限σP(彈性極限),例如Q235-A200MPa精品資料2023/2/425虎克定律(dìnglǜ)EA抗拉剛度(ɡānɡdù)E彈性模量,低碳鋼E=(2.0-2.1)x105MPaE值的大小反映的是材料抵抗彈性變形能力的高低。精品資料2023/2/426橫向(hénɡxiànɡ)變形橫向(hénɡxiànɡ)線應(yīng)變ν橫向變形系數(shù)或泊松比精品資料2023/2/427精品資料2023/2/428精品資料2023/2/4292、屈服階段(jiēduàn)、屈服極限σS名義屈服極限(jíxiàn)σ0.2:0.2%的塑性應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力材料對外力“屈服”的最低應(yīng)力值σS稱為材料的屈服極限。試件內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服極限以后所發(fā)生的變形,經(jīng)試驗(yàn)證明是不可恢復(fù)的變形,這時(shí)即使將外力卸掉,試件也不會完全恢復(fù)原來的形狀。
Q235-AσS=235MPa精品資料2023/2/4303、強(qiáng)化(qiánghuà)階段、強(qiáng)度極限σb經(jīng)過屈服階段以后(yǐhòu),材料又顯示出抵抗變形的能力。這時(shí)要使材料繼續(xù)發(fā)生變形,就必需繼續(xù)增加外力,這種現(xiàn)象稱為材料的強(qiáng)化現(xiàn)象。CD段稱為強(qiáng)化階段。強(qiáng)化階段的頂點(diǎn)D所對應(yīng)的應(yīng)力是材料所能承受的最大應(yīng)力,稱為強(qiáng)度極限,以σb表示Q235-Aσb=375-500MPa精品資料2023/2/4314、頸縮階段(jiēduàn)(局部變形階段(jiēduàn))應(yīng)力到達(dá)強(qiáng)度極限時(shí),試件不再均勻地變形,在試件某一部分的截面,發(fā)生顯著的收縮,即所謂縮頸現(xiàn)象。過了D點(diǎn)以后,因縮頸處橫截面面積已顯著減小,抵抗外力(wàilì)的能力也繼續(xù)減小,變形還是繼續(xù)增加,載荷下降,達(dá)到E點(diǎn)時(shí),試件發(fā)生斷裂。精品資料2023/2/432(1)延伸率δ≥5%為塑性材料(cáiliào);δ<5%為脆性材料(cáiliào)。低碳鋼:20-30%,鑄鐵:1%(2)截面收縮率ψ低碳鋼:60%精品資料2023/2/433反映材料力學(xué)(cáiliàolìxué)性能的主要指標(biāo):強(qiáng)度性能:抵抗破壞的能力,用σs和σb表示彈性(tánxìng)性能:抵抗彈性(tánxìng)變形的能力,用E表示塑性性能:塑性變形的能力,用延伸率δ和截面收縮率ψ表示精品資料2023/2/434三、鑄鐵(zhùtiě)拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變圖曲線中無直線部分,但是,應(yīng)力較小時(shí)的一段曲線很接近于直線,故虎克定律還可以適用。鑄鐵拉伸(lāshēn)時(shí)無屈服現(xiàn)象和頸縮現(xiàn)象,試件在斷裂時(shí)無明顯的塑性變形,斷開平齊,強(qiáng)度極限較低?;诣T鐵σb=205MPa精品資料2023/2/435四、低碳鋼壓縮(yāsuō)的應(yīng)力-應(yīng)變圖精品資料2023/2/436五、鑄鐵壓縮的應(yīng)力(yìnglì)-應(yīng)變圖受壓精品資料2023/2/437塑性材料和脆性(cuìxìng)材料機(jī)械性能的主要區(qū)別1.塑性材料在斷裂時(shí)有明顯的塑性變形;而脆性材料在斷裂時(shí)變形很?。?.塑性材料在拉伸(lāshēn)和壓縮時(shí)的彈性極限、屈服極限和彈性模量都相同,它的抗拉和抗壓強(qiáng)度相同。而脆性材料的抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)高于抗拉強(qiáng)度,因此,脆性材料通常用來制造受壓零件。精品資料2023/2/438精品資料2023/2/439六、溫度(wēndù)對材料力學(xué)性能的影響1、高溫的影響(yǐngxiǎng)(1)高溫對短期靜載試驗(yàn)的影響(yǐngxiǎng)精品資料2023/2/440(2)高溫(gāowēn)對長期加載的影響碳鋼超過400度,外力不變,但變形隨時(shí)間的延續(xù)而不斷增長,不可恢復(fù)。蠕變條件:高溫和應(yīng)力(yìnglì)2、低溫對材料力學(xué)性能的影響低碳鋼的彈性極限和屈服極限有所提高,但延伸率降低,變脆.精品資料2023/2/441作業(yè)P92第8題精品資料2023/2/442第三節(jié)拉伸(lāshēn)和壓縮的強(qiáng)度條件一、極限(jíxiàn)應(yīng)力、許用應(yīng)力和安全系數(shù)極限(jíxiàn)應(yīng)力用σ0表示許用應(yīng)力以[σ]表示安全系數(shù)n,其值恒大于1
ns=1.5~2.0,nb=2.0~5.0精品資料2023/2/443塑性材料當(dāng)桿內(nèi)的最大工作應(yīng)力達(dá)到材料的屈服極限(jíxiàn)時(shí),沿整個桿的橫截面將同時(shí)發(fā)生塑性變形,影響桿的正常工作以材料的屈服極限(jíxiàn)作為確定許用應(yīng)力的基礎(chǔ),并用下式進(jìn)行計(jì)算脆性材料直到拉斷也不發(fā)生明顯的塑性變形,而且只有斷裂時(shí)才喪失工作能力(nénglì)許用應(yīng)力用下式確定精品資料2023/2/444安全系數(shù)的確定主觀考慮與客觀實(shí)際間的差異。材料的性質(zhì)不均勻設(shè)計(jì)載荷的估計(jì)不精確簡化假設(shè)與實(shí)際有出入強(qiáng)度儲備意外的載荷不利(bùlì)的條件精品資料2023/2/445二、拉伸和壓縮的強(qiáng)度(qiángdù)條件強(qiáng)度(qiángdù)條件在工程上,強(qiáng)度條件可以解決三類問題:強(qiáng)度校核、設(shè)計(jì)截面尺寸、確定許可載荷。
精品資料2023/2/446例2-1.某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對吊桿的作用力為10kN;吊桿材料為Q235-A鋼,許用應(yīng)力[σ]=125MPa;吊桿選用直徑為8毫米的圓鋼,試校核(xiàohé)其強(qiáng)度。>[σ]=125MPa故強(qiáng)度不夠。另選12mm的圓鋼:<[σ]=125MPa強(qiáng)度(qiángdù)足夠精品資料2023/2/447例2-2.下圖所示起重用鏈條是由圓鋼制成,工作時(shí)受到的最大拉力為P=15kN。巳知圓鋼材料為Q235-A鋼,許用應(yīng)力[σ]=40MPa。若只考慮鏈環(huán)兩邊所受的拉力,試確定(quèdìng)圓鋼的直徑d。標(biāo)準(zhǔn)鏈環(huán)圓鋼的直徑有5mm、7mm、8mm、9mm、11mm、13mm、16mm、18mm、20mm、23mm、……。精品資料2023/2/448因?yàn)?yīnwèi)承受拉力P的圓鋼有兩根,所以,又因?yàn)?yīnwèi)代入公式得到故可選用d=16mm的圓鋼制作解析(jiěxī):根據(jù)精品資料2023/2/449例2-3.如下圖為簡易可旋轉(zhuǎn)的懸臂式吊車,由三角架構(gòu)成。斜桿由兩根5號等邊角鋼組成,每根角鋼的橫截面面積為A1=4.8cm2;水平橫桿由兩根10號槽鋼(cáoɡānɡ)組成,每根槽鋼(cáoɡānɡ)的橫截面面積A2=12.74cm2。材料都是Q235-A鋼,許用應(yīng)力[s]=120MPa。整個三角架可繞O1-O1軸轉(zhuǎn)動,電動葫蘆能沿水平橫桿移動,求能允許起吊的最大重量。為了簡化計(jì)算,設(shè)備自身重量不計(jì)。精品資料2023/2/450例2-4已知油壓力p=2MPa,內(nèi)徑D=75mm,活塞桿直徑(zhíjìng)d=18mm,材料的許用應(yīng)力[σ]=50MPa,校核活塞桿的強(qiáng)度。精品資料2023/2/451強(qiáng)度(qiángdù)足夠精品資料2023/2/452例2-5矩形(jǔxíng)截面的階梯軸,AD段和DB段的橫截面積為BC段橫截面面積的兩倍。矩形(jǔxíng)截面的高度與寬度之比h/b=1.4,材料的許用應(yīng)力[σ]=160MPa。選擇截面尺寸h和b精品資料2023/2/453由h/b=1.4精品資料2023/2/454例2-6懸臂起重機(jī)撐桿AB為中空鋼管,外徑105mm,內(nèi)徑95mm。鋼索(ɡānɡsuǒ)1和2互相平行,且設(shè)鋼索(ɡānɡsuǒ)1可作為相當(dāng)于直徑d
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 多元文化節(jié)慶行業(yè)相關(guān)項(xiàng)目診斷報(bào)告
- 運(yùn)動健身科技行業(yè)競爭分析及發(fā)展前景預(yù)測報(bào)告
- 智能客服行業(yè)營銷策略方案
- 低碳出行行業(yè)市場發(fā)展分析及兼并重組機(jī)會研究報(bào)告
- 定制旅游行業(yè)三年發(fā)展預(yù)測分析報(bào)告
- 體療養(yǎng)生會館行業(yè)需求變化及營銷策略研究報(bào)告
- 農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用行業(yè)深度分析與戰(zhàn)略規(guī)劃研究報(bào)告
- 碳交易市場行業(yè)研究報(bào)告
- 工程保險(xiǎn)行業(yè)營銷策略方案
- 無人超市科技行業(yè)技術(shù)趨勢分析
- 手術(shù)學(xué)總論及無菌術(shù)(英文)課件
- 醫(yī)學(xué)課件:糖尿病(英文版)完整版
- 測繪投標(biāo)服務(wù)方案
- 運(yùn)動會4x100接力賽的加油稿(17篇)
- 數(shù)據(jù)透視表說課
- 甘肅省托兒所幼兒園衛(wèi)生保健管理實(shí)施細(xì)則
- 2023-2024學(xué)年第一學(xué)期新教科版五上科學(xué)教學(xué)計(jì)劃(附進(jìn)度表)
- 工程師職稱工作業(yè)績總結(jié)
- 第八講-顯卡課件
- 第九版內(nèi)科學(xué)-高血壓-課件
- 李子勛心理咨詢中的提問技術(shù)
評論
0/150
提交評論