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文檔簡介

第七章應力與應變狀態(tài)分析第八章應力與應變狀態(tài)分析材料力學1第八章應力與應變狀態(tài)分析§8—1應力狀態(tài)概述§8-2平面應力狀態(tài)分析——解析法§8-3平面應力狀態(tài)分析——圖解法§8-4梁的主應力及其主應力跡線§8-5三向應力狀態(tài)研究§8-6平面應力狀態(tài)下的應變分析§8-7復雜應力狀態(tài)下的應力--應變關系§8-8復雜應力狀態(tài)下的變形比能小結第八章應力與應變狀態(tài)分析2§8—1應力狀態(tài)概述一、基本概念:鑄鐵與低碳鋼的拉、壓、扭試驗現(xiàn)象是怎樣產生的?FF鑄鐵拉伸F鑄鐵壓縮鑄鐵第八章應力與應變狀態(tài)分析3組合變形桿將怎樣破壞?MF1、點的應力狀態(tài):通過構件內任意一點各個方向截面的應力的總稱σmax?

τmax?2、點的應變狀態(tài):構件內通過一點各個方位的應變狀態(tài)的總稱。3、研究點的應力狀態(tài)目的:找出一點處沿不同方向應力的變化規(guī)律,確定出最大應力,從而全面考慮構件破壞的原因,建立適當?shù)膹姸葪l件。4、研究方法:取單元體。第八章應力與應變狀態(tài)分析4通過飼軸向牛拉伸賣桿件稱內佩點不從同(落方向調)截掛面上攔的應蝕力情敞況(峽集合箭)。)第刺八榆章仿應斷力套與話應暫變寧狀詞態(tài)辮分藍析5FF單友元益體蒸的見概努念:茄構陽件躬內譜的指點孩的令代除表冶物粒,愉是猾包代圍纖被纖研納究睡點脂的綿無耳限耽小的箏幾逗何紐奉體修,島常唐用圍的管是悲正住六氧面申體穩(wěn)。單亡元潔體高上問應奧力累的哄性默質:每蟻個面掃上的弓應力晴均布彼,每范對相幟平行診面上暫的應立力詞大閘小研、乞性悔質威完洽全沿相倦同朋。Aσατα5、飾主月平夕面:遙切進應動力兇等覽于猴零確的著面代。6、來主光應偷力:主真平面貸上的妖應力怕(正鞋應力圍)。7、炮主匠單膏元耀體:由智主平肺面組去成的姻單元架體。主應力排列規(guī)定:按代數(shù)值由大到小。第八踢章健應移力與棕應變德狀態(tài)脂分析6301050單位:MPaσ1=5樂0MP紙a;σ2=婚1墨0MP性a;σ3=殲-帝3司0MP欺a。3010σ1=欄1悅0MP濕a;σ2=0M挑P鵝a;σ3=軌-尸3協(xié)0MP之a。8、畫誓原始周單元曾體:例:畫破出下臣列圖藝中的a、b、c點的圖已知卻單元柄體。aaFF第癢八竊章滲應晃力后與辮應吊變袖狀參態(tài)琴分脫析7xyzMbCbbσxxyzbCFL第陜八岡章急應最力墳與壘應區(qū)變覽狀裂態(tài)聯(lián)分光析8yxzMzMx4321143ZXY9b

xssxxyzMbcM0二諸、街應儲力貧狀疾態(tài)正的曬分優(yōu)類抵:1、憶單續(xù)向類應詳力爽狀蛾態(tài)產:鉤只裕有造一燒個寸主符應右力瘡不騎等甜于芒零圈,煤另斤兩術個香主疑應膠力都等籃于零自的應肝力狀鹽態(tài)。2、吉二輔向濁應梁力合狀霸態(tài)學:典有垂兩介個貸主胳應翁力濁不煩等束于推零落,蓋另善一凝個跨主萬應甜力等堡于趴零窯的崇應行力脊狀時態(tài)蹄。3、三湊向應條力狀蜓態(tài):雹三向抖主應阻力都唇不等皺于零葡的應油力狀邊態(tài)。第究八坡章尼應險力停與控應找變器狀哭態(tài)強分騎析10平面坦應力童狀態(tài):候單塑向紡應好力創(chuàng)狀資態(tài)租和它二檔向弓應乘力寬狀問態(tài)誘的照總賄稱陽。復雜眨應力找狀態(tài):二侵向應益力狀撇態(tài)和介三向搏應力斜狀態(tài)河的總迫稱??绽﹂g的應逐力燙狀矛態(tài):三向燥應力灑狀態(tài)簡單宜應力閑狀態(tài):單袍向應仗力狀嗚態(tài)。純閥剪斜切警應趨力需狀抹態(tài):字單筐元榆體姜上街只量存阿在恰切且應順力被無驢正館應史力葛。第管八菌章杜應裙力傍與布應本變吩狀種態(tài)帆分埋析1榴1§8-2平蓬面營應監(jiān)力年狀成態(tài)留分盡析——解等析椅法一卸、矮任持意孩斜嫩面拋上轉的煎應私力撲計副算s

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y平面化應力繞狀態(tài)番:一著對平兼行側欲面上發(fā)無應吉力,森其余犁面上扔的應壘力平悠行于杠這對幼平面案。第八派章舊應榜力與撈應變蔥狀態(tài)戀分析12s

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y圖1nt設唉:埋斜圈截撥面揚面隔積手為仆dA,由分狂離體優(yōu)平衡雄得:第宅八仁章遷應珠力蔥與倡應肉變安狀必態(tài)翼分劫析13考與慮芹切吧應燦力匠互胞等膜和倡三邁角騰變患換墓,度得曠:—厲—任意α斜面農應力淹的計澡算公協(xié)式第駁八烏章允應屠力案與很應筒變危狀臨態(tài)戀分拴析1先4符號煉規(guī)定呈:、“”正負壺號同“”;、“ta”正負掃號同“t”;、“a”為斜病面的感外法損線與Χ軸惜正寬向茫的右夾足角,由Χ軸墨逆類時辱針牽轉滲到鄰斜咬面記為桃正白,握順喂時曬針俗為樓負遠。二條、σ、τ的斯極五值礎及擇所監(jiān)在群平逃面顆(廟主陡應已力尾,袍主高平漂面紫)注鑄意夠:逼用傲公怕式茂計孤算茄時絞代鹽入爺相會應處的期正白負診號規(guī)律謎:1、σ的極領值及葡所在夸平面昌(主匙應力抄,主慕平面佛)第滴八爺章拍應糞力布與液應鬧變掩狀眠態(tài)呀分畢析1抱5——主平面的位置——主應力的大小α0α0最大辱正應蜂力(σ錄m緣瑞a叔x)尿與X軸恒的步夾父角驅規(guī)淘定需用“α0”表株示圓。簡錫易奏判股斷棚規(guī)罰律已:章由τ的方清向判見斷。第八團章攤應筍力與狡應變餅狀態(tài)辮分析1摩62、τ的柿極徑值幫及榜所染在啦平窩面——最大切應力所在的位置——xy面內的最大切應力——整個單元體內的最大切應力最大根切應英力與X軸劇的匯夾威角遲規(guī)謙定遵為“α1”第八員章衛(wèi)應扎力與固應變使狀態(tài)逐分析1夾7t

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yx例:如鏈圖所晌示單捏元體愧,求喝主應輩力及濁主平老面。解:1、講主槐應隙力2、歌主叉平印面σ1σ34503020單位:MPaσ1車、σ2低、σ3?第事八工章偵應成力軟與歇應迫變竟狀四態(tài)瓶分腦析18例:仆如孤圖吼所碰示紙單將元倍體澆,榮求α斜面蠶的應覆力及磚主應谷力、場主平適面。(單位:MPa)300405060解:1、α斜忌面四的暗應衫力第八忙章航應基力與碼應變層狀態(tài)寶分析192、主說應力災、主腔平面σ1害=8販0.巴7(M魄P莊a)搜;σ摸2錫=它0;σ勞3吹=棕-叉6鎖0立.蘿7(M四P維a)。405060σ1σ3α0σ吉1正;械σ州2吵;筐σ費3軋?90405060(單位:MPa)第駐八挨章許應帽力登與神應蟻變醋狀心態(tài)笛分弓析2耐0§8-3平面植應力怕狀態(tài)捷分析—繩—圖解啞法對碰上蠢述惰方籠程匙消鑰參冤(2)寒,籍得齊:——應力獨圓方閱程(滾莫爾汽圓)一、態(tài)基本原桂理批:圓心:半徑:第腹八愉章圣應鉤力亮與迷應覽變作狀篩態(tài)爸分迅析21二醋、潮應享力項圓義的縱繪趁制普:1、鍛取乘直找角搶坐胳標吐系σ謊ο劃τ。2、蔽取羊比稠例商尺利(善嚴焦格順按云比塵例毯做睜圖探)男。3、找點4、連交σ軸于C點,以C為圓心,CD為半徑畫圓——應力圓。stoD/B1B2D第八敗章浸應謊力與趕應變押狀態(tài)迫分析22三、糟證明振:即圓心:即半徑:stoDD/B1B2A1A2第八易章網應蒙力與車應變竟狀態(tài)私分析2夜3四拍、間計湊算愛:1、以D為基點,轉2α的圓心角至E點,轉向同單元體上的方向。stoDD/B1B2A1A2E2α2α02、主應力3、主轉平面以D為基坐點,零轉到A殖1點施,們其搖圓份心獅角沈為2α0,逆演時計針落時α0為陪“膀+腳”貧;腐順硬時絹針英時α0為“鋤-”釋。(α0—魄—主平調面的潑位置)。第疏八鏟章驚應坊力微與寸應緒變萬狀似態(tài)景分冬析2撕4stoDD/B1B2A1A24、切睛應力話的極葡值及壞所在極位置G1G22α1以D為基富點,橋轉到G1點虎,其圓投心角全為2α1。由逗應啊力融圓省可季證敲明——最大木正應曾力與選最大緣瑞切應愛力所哲在零平視面娃相插差450第祥八智章擦應努力險與抗應固變鉗狀序態(tài)偶分眼析2妥5stoDD/B1B2A1A22α0E2αF證襪明掀:瘋(2淹α角的怕關系粥)證的畢第八蠅章跨應喘力與攻應變拔狀態(tài)視分析2載61、應增力圓呼上的行點與憂單元貫體上框的面停相對韻應,濾點的臉坐標投即為太單元宋體面扎上蟻的此應陳力螺值奶。2、議應蕉力葛圓論上浙兩容點在對害應題的次圓陪心餅角攻為“2務α”,單元擾體上挽兩面押的夾角“α”,且蕩兩患者藏轉楚向都相姜同退。五、注意第八納章龍應遠力與沉應變嘗狀態(tài)舅分析2檔7408060例:求α旦=松3傲00斜糟面趙的葬應嫌力召及膽主稿應斗力勝、算主顧平析面嶼(柄單堪位海:M欄P耳a)。2α0600E(σ300;τ300)FA1A2τσODD/C2、量繼出所憑求的槐物理條量解呼:1、司按掙比詠例傍畫望此騰單工元滿體填對越應踩的妻應役力頂圓第輔八刻章仍應繭力脈與五應破變套狀蒼態(tài)份分猴析2盟8例:求遺圖示懸單元脹體的巖主應泉力及慈主平斤面的握位置僚。(單位便:M浮P體a)CAB2β

02、琴量長出蓋所竊求系的始物漂理西量解:1、綠按肺比弊例堂畫爪此久單吳元圣體稠對露應山的掘應楊力折圓60°β

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230°第八材章殘應桶力與閱應變蕩狀態(tài)筍分析29解腥析湖法皺:(分開析思淘路)xyo60°第八陡章炒應斜力與大應變凈狀態(tài)危分析3滴0§8-4梁的喝主應虎力及傳其主咸應力嗓跡線Fqx12345yo

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3第展八釀章俱應待力砍與案應婦變電狀永態(tài)齒分蒙析3鐮1

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3主萄應晶力域跡康線嶄(S吵t拜r宿e陷s貌s護T句r蜜a麥j羽e磨c辜t先o坦r朝i食e筋s櫻):主應預力方彼向線陳的包咳洛線—眼—曲線傷上每拆一點戚的切曾線都擊指示榴著該概點的便拉主映應力訪方位勇(或褲壓主借應力摘方位禽)。

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3實發(fā)線幣表僵示東拉涂主猾應融力跳跡牽線錫;虛線弦表示點壓主適應力較跡線美。第八贏章跨應壓力與掀應變緣瑞狀態(tài)薦分析3糟2xy主終應進力擾跡斯線今的珍畫瞞法極:11截面22截面33截面44截面ii截面nn截面bacd

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3第雕八喜章廚應樸力段與川應節(jié)變近狀腳態(tài)盯分著析33§兆8-5三示向街應遷力兵狀齒態(tài)嫌的蒸最校大揀應鼠力stoX—遲Y平面內設任利一蹲斜矮面卡的也應欠力與σ1—宴σ2圓周上篩的錯點刑對消應。Y恢—局Z平面內任刑一斜幟面的安應力與σ1—σ3圓當周上封的公點總對購應。Z籍—腫X平面內南任趟一摧斜至面與的痛應妄力與σ2—魂σ3圓周上的遼點對漏應。第八爆章恩應稼力與物應變菠狀態(tài)平分析3逃4竿:彈性例理論籍證明淋,圖a單簽元醉體晝內攪任陣意穗一伐點詞任擊意隱截仆面盤上論的評應辱力段都趙對備應大著平圖b的摩應族力偷圓沃上摩或翁陰拿影淺區(qū)其內匪的配一軋點亮。圖a圖b針:整個社單元竟體內劈燕的最抓大切秋應力欠為:231sst-=maxtmax結論—爽—第堪八疊章驗應悄力軋與狀應哥變狐狀懲態(tài)浪分耀析35例:求木圖示虜單元煉體的堂主應姐力和酷最大末切應電力。執(zhí)(M紙P而a)解:至、由便單元小體知從:z崇—稱y面循為主面軟之一宇、建立斧應力腔坐標退系如榮圖,綿畫y—雅z應飼力岸圓仙及失三粥向窩應禿力鉗圓罩得:xyz305040CBAsatao(M

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2tmax第際八沿章駝應宅力販與桑應然變夸狀薪態(tài)囑分釋析3搜6解析濁法——1、本由覽單戶元葛體看知形:x面評為拔主礎面徐之蒼一勤。2、求y—關z面凝內體的濁最胞大歐、迅最棕小窄正茅應聞力它。xyz305040CBA單位:(MPa)3、主盜應力4、再最興大盟切罰應勸力231sst-=max第八源章?lián)鯌伊εc陽應變鄉(xiāng)豐狀態(tài)處分析3蕩720030050otma就x第斥八騎章孤應饑力疫與戲應兆變默狀胡態(tài)個分妨析38O2005030050第八狠章會應唇力與盾應變付狀態(tài)捎分析3額9O30050第嶼八解章絨應潛力望與獄應捉變襪狀固態(tài)充分盯析4督0§蠟8-6平面奔應力免狀態(tài)膽下的伶應變竿分析一、徒應變刷計算訊公式規(guī)定也:線呼段伸倘長正元應變線為正霸;直角醫(yī)增大禿切應江變?yōu)楠氄?。條或件訊:耳彈帖性斜、饅小應變別形蹈。已糠知陪:εx、εy、γx歐y。求水:εα、γα。剛(黎設O莖B疊=dS)分析悟:1、眨在εx作用踩下——BCOADB1θ1A1εxdxxyodxdy第八碌章并應責力與殲應變顯狀態(tài)晉分析4劇1BCOADB2θ2C2εydy2、添在εy作用甲下—貞—3、顛在γxy作用僻下—惡—B3C3Dθ3γxyBCOA第肆八嫁章灶應俊力磁與返應祥變敞狀扯態(tài)帝分楊析(-節(jié))4分24、脈疊估加XYBB0θCDD0θ1αγα=鵲θ1-游θ第初八很章甘應尋力帥與悲應鍋變酒狀閉態(tài)拔分談析4知3第八賓章源應閉力與葉應變運狀態(tài)俘分析4角4二、皺主應色變數(shù)怪值及堆其方偷位第八僵章莊應詞力與報應變害狀態(tài)戒分析45三蔥、跌應殺變網分酬析胡圖崇解罵法—正—應宮變若圓具鬧體絨作忠法喪同務應徑力均圓四、衰應變端分析多的應眉用:一點歸處貼漸一應寧變花第研八煌章銜應炒力蜘與蠻應企變渴狀杠態(tài)膀分料析46§識8-7各向兇同性吩材料航的應片力-卻-應變棄關系——(廣義胡克覽定合律)一、偶單向損應力潤狀態(tài)腹:

二、音二向夜應力腐狀態(tài)跟:1

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=+第榮八喘章襯應壺力立與拔應碗變密狀肆態(tài)步分侍析4將7三肅、目三功向揚應迎力比狀斬態(tài)繼:1

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=+3+—銜—(廣謊義胡姓克定爽律)第八縫章柔應贊力與通應變蟻狀態(tài)青分析48四、卻注意毀:1、與相對應,方向一致(代數(shù)值大小排列)。

2、棄“σ”連吃同寨符引號漫代儀入脖,和“ε薦”得“除+”惱值時農為拉面應變熊;“ε”得哭“忙-婚”雜值淘時冰為善壓嗎應孕變隔。3、“σ”、業(yè)“τ謹”同時屠存在倘時,殲“τ捆”對“ε”無肉影聯(lián)響宣,掛“σ幅”對“γ”無影街響。咸“σ12談3”可通由謝“σxy充z”替換鹿。4、使里用條間件:危彈性催、小趁變形旁、各某向同恒性材鋸料。第八良章吐應還力與鉤應變珠狀態(tài)虜分析4芹9主復應容力妻與透主扒應狀變方亮向嶺一電致?xyzxxyzyβ肝-皺α箏=命±己9曾00s

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yαβ第八死章弓應白力與茅應變副狀態(tài)胡分析5判0五赤、午體騙積鉛應顯變a3123a1a2體積逼應變蜜:體積弓應變慘與應如力分屈量間少的關熄系:——體積胡克定律第八汽章愈應等力與布應變我狀態(tài)陪分析51§8-8復雜飛應力挺狀態(tài)乖下的占應變肆能一西、肝概督念具:1、便應寬變逮能每:翅變嫌形隔固活體壘在酷外吧力鬧作查用您下吃由代變旅形蚊而亭儲奇存躺的錯能冊量芳。彈性爛應變滴能:非變形稅固體庭在外畢力作差用下洋產生皺的彈建性變綿形而趟儲存的益能甘量煉。2、兆應稠變駛能瓦的行計期算扁:金利配用脖能忌量優(yōu)守竊恒廚原沉理能割量煤守叢恒抱原喬理導:普變惕形拉固奪體偶在畝外絹力脖作府用呈下留產付生蠻的奴變言形編而鐮儲堪存恭的能質量太,晌在綱數(shù)總值鈴上疑等芒于碎外外力果所胡作隸的掙外該力元功死。Vε=W3、努應沖變堪能疊密否度汁:胡單疫位莊體儉積射的辱應炎變謀能濫。v=班Vε/放V第煤八蹈章緩應鴨力綁與騎應餃變鹽狀辰態(tài)捆分市析52二、榨彈性壞應變猴能、硬應變目能密耗度的樸計算念公式層:1、單稀向拉村壓應患力狀饑態(tài):2、澡扭愿轉疊純傅剪南切后應近力其狀營態(tài)澇:3、嗚三雁向許應綁力驢狀豈態(tài)瓜:

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1第接八守章鄉(xiāng)豐應例力只與鳴應尖變短狀碰態(tài)挑分遲析53

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av圖c圖b體積扎改變萬,形醋狀不虜變;惜圖c形狀播改變奔,體筑積不括變。第八捕章姥應某力與倒應變建狀態(tài)季分析5穩(wěn)4231-av-av-av圖c—泛—稱為廣形狀應改變敲比能煉、畸餐形能桌或歪杜形能

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av圖b第農八忘章齡應迫力舞與糾應歌變枕狀鳳態(tài)她分鑼析55例:已知匪一受洞力構捐件自典由表繡面上憂某一爹點處偶的兩句個面勤內主斤應變問分別泥為:1=2振40奸1嬸0-聲6,3=謙-1怕60秒1孕0-6,彈土性模距量E攪=嗎2救1暮0航G能P艱a,泊買松以比畢為廢=0攜.3,試葛求炊該煩點任處憲的紙主宵應禽力善及梨另頑一恒主瓦應劈燕變。yx,所以該點處的平面應力狀態(tài)第八蒼章劣應婚力與盒應變慘狀態(tài)類分析5須6第八丑章抄應政力與渣應變些狀態(tài)佩分析57例:已格知二濁向應帖力狀壩態(tài)σ1≠0,σ2≠鎮(zhèn)0,σ3=頓0,ε1,ε2。問怖:ε3=衛(wèi)-頁μ(ε1+ε2)井?解:校由肺廣束義室胡遙克桃定昂律問知F例:朋如歉圖靠所隆示牌,薪立優(yōu)方牲體奪邊玻長混為1唯0炮c步m,F(xiàn)=群6k盜N,E伐=逐7煩0致G挪P稼a,μ=扶0.咳33,假設快鋼槽碼不發(fā)來生變沈形。求眾:術立塘方喇體清的獅主版應貫力拾。解:1、分損析立劈燕方體膀的應啄力狀電況y

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z第爛八蝴章爐應跡力粥與該應魂變浩狀茶態(tài)廣分抓析5臣8y

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z2、潮立喇方毯體量的核主誰應頂力3、攜討傳論寫:頃立社方屋體叛各蘇邊首的榮改餃變歪量第八具章般應評力與防應變企狀態(tài)狡分析59例:如勺圖所催示拉躁桿,捆橫截畢面為諒圓形D條=餡2抱c屯m,E=榴2.希1*嫌106MP絕a,μ呼=遵0綿.珠2脅8,ε600=4顧.1宴*1陵0-4。求濁:F。σyA解:1、布取駱單幕元殊體2、建應慘力來與嫌應順變捷的培關嗓系3、盜外疑力現(xiàn)的畏確劣定F=市39箏80(k濁N)600XAF第八淚章剝應吸力與扎應變分狀態(tài)蹈分析60例:請如罵圖便所每示充空煉心鬧圓職軸扁,程外示徑D口=似1盒2檢0讓m源m,內腹徑d冠=騾8戀0嘴m危m,E獨=戴2康.商0編*繳1白05M霧P默a,μ膏=魂0肢.戰(zhàn)2州8,ε450=罵2風.眾0材*耳1放0-4。求:m。解:1、環(huán)取奔單耗元滲體2、應眨力與番應變披的關李系3、外外力的榴確定τX450σ450450mm=粘85刷04廈(N謎m)第庸八螺章上應塵力彩與泳應兼變鏡狀歐態(tài)醫(yī)分偉析61例:圖敬示窯為令承呈受軍內板壓建的索薄顛壁趙容駝器冊。孟為吩測慎量綱容閱器財所篇承獨受羨的市內撿壓渴力技值預,叫在箏容拘器鄉(xiāng)豐表膛面逐用怨電難阻含應且變樣片考測聾得駕環(huán)品向杠應慎變t=35穩(wěn)0×哀l06,若廟已春知垂容咐器偉平高均噸直變徑D熄=肅5奸0態(tài)0拒m盼m,壁厚=究1稼0柏m己m,容器碗材料抗的E貫=磁2凡1封0架G涂P評a,=濟0傘.傘2溉5。試求:1.同導埋出途容鍋器續(xù)橫嬌截側面想和袖縱繳截需面貪上建的箭正拒應沿力胖表胡達懲式捧;2嘗.計這算迅容揉器忌所綁受愉的交內敘壓陸力.lmstspD第八恒章闊應摟力與延應變遠狀態(tài)虛分析6睡2DpD24解:1、容鈔器的往軸向緒應力拜和縱河向應啟力表冒達式用弱橫翁截奔面嶺將姐容醒器們截衫開垃,碧受含力神如芹圖腦所扯示(1)香、軸住向滔應漿力mm)Dp(ms第舌八限章杏應州力扣與隨應探變塞狀胃態(tài)遣分鄰析6瓦3pDl用釣縱餃截哲面耀將件容鴿器陸截闊開剛,府受射力托如導圖遮所悉示(2)許、器環(huán)淘向痛應冶力t

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