產(chǎn)品中主要構(gòu)件的受力分析課件-資料下載頁
2025-01-06 08:57本頁面
【正文】 ctWM??ma xma x ??⑵ 截面關(guān)于中性軸不對稱 zttIMy ma xma x ??zccIMy ma xma x ?zz幾種常見截面的 IZ 和 WZ 圓截面 矩形截面 空心圓截面 空心矩形截面 m axZZ yIW ?644ZdI ??323ZdW ??)1(64 44Z ?? ?? DI )1(32 43Z ?? ?? DW123ZbhI ?62ZbhW ?12123300ZbhhbI ?? )2//()1212( 03300Z hbhhbW ?? 梁的正應(yīng)力強度條件 材料的許用彎曲正應(yīng)力 ? ??? ?max ? ???zWM ma x中性軸為橫截面對稱軸的等直梁 拉、壓強度不相等的鑄鐵等脆性材料制成的梁 ][ tm a xt ?? ? ][ cm a xc ?? ?O z y y tmax y cmax ][ ttm axmaxtm ax ?? ??zIyM][ ccm axma xcm ax ?? ??zIyM][][ctcm axtm ax???yy為充分發(fā)揮材料的強度，最合理的設(shè)計為 彎曲正應(yīng)力強度條件 ? ??? ?ma x? ??? ??zWM ma xma x 強度校核 —— 設(shè)計截面尺寸 —— 確定外荷載 —— ? ? ? ? ? max ； ? ? max ? M W z ? ? ? 。 max ? z W M ? ? ?tmaxmaxmax ?? ??ztt IyM ? ?cma xma xma x ???zcc I例 圖示為機車輪軸的簡圖。試校核輪軸的強度。已知 ,1302 ???? Fbammd材料的許用應(yīng)力 ? ? .MPa60?? mm1601 ?dFa Fb （ 3） B截面， C截面需校核 （ 4）強度校核 （ 1）計算簡圖 （ 2）繪彎矩圖 解： B截面 ： 326331ma x????????????dFaWMzBB326332ma x????????????dFbWMzCCC截面 ： （ 5）結(jié)論 :輪軸安全 彎曲剪應(yīng)力 的強度條件 ? ??? ?? ?bI SQzz ma xma xma x校核強度 設(shè)計截面尺寸 確定外荷載。 需要校核剪應(yīng)力的幾種特殊情況： (2)鉚接或焊接的組合截面，其腹板的厚度與高度比小于型鋼的相應(yīng)比值時，要校核剪應(yīng)力 (1)梁的跨度較短， M 較小，而 Q 較大時，要校核剪應(yīng)力 。 (3)各向異性材料（如木材）的抗剪能力較差， 要校核剪應(yīng)力 。 提高梁承載能力的措施 ? ??? ??zWM ma xma x ? ??? ???bISQzz ma xma xma x1）合理安排梁的受力，減小彎矩。 F A B L/2 L/2 Mmax=FL / 4 F/2 Mmax = FL / 8 L/4 L/4 F/2 F 合理截面形狀應(yīng)該是截面面積 A較小，而抗彎截面模量大的截面。 2）合理安排梁的截面，提高抗彎截面模量。 ,121 ??bhWWzz豎放比橫放要好。 (1）放置方式 ： 62bhW Z ?左62hbW Z ?右(2）抗彎截面模量 /截面面積 AWz截面形狀 圓 形 矩 形 槽 鋼 工字鋼 h)~( h)~((3）根據(jù)材料特性選擇截面形狀 對于 鑄鐵類抗拉、壓能力不同的材料，最好使用 T字形類的截面，并使中性軸偏于抗變形能力弱的一方，即：若抗拉能力弱，而梁的危險截面處又上側(cè)受拉，則令中性軸靠近上端。如下圖： Z ?采用變截面梁 ，如右圖： PX? ? ? ? ? ? ) ( ) ( ) ( max x W x M x ? ??bxMxh )(6)( ?若為等寬度矩形截面，則高為? ? ? ? ? ? ? b 5 . 1 ) ( , bh (x) Fs = max Fs x h ? ? ? 同時 3）設(shè)計等強度梁。 等強度梁 三 、 材料分布帶來的力學(xué)性能 設(shè)計 中若需增加構(gòu)件的強度和剛度，除選用高性能的材料外，可以采用堆砌材料的方式，比如構(gòu)件加粗加厚，構(gòu)件數(shù)量的疊加等；也可以用合理的空間結(jié)構(gòu)杢實現(xiàn)強度和剛度的增加，比如工程型材中的 L形材料 (角鋼 )、 U形材料 (槽鋼 )和工字型材 (工字鋼 )的斷面結(jié)構(gòu)，以及加強筋結(jié)構(gòu)和桁架結(jié)構(gòu)。 原則 ? 等強度 所謂 等強度原則是指使構(gòu)件的各部分的強度均等。按等強度原理進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計可以使材料得到充分利用，減輕重量降低成本 。 ? 合理配置力流 產(chǎn)品 中力在各零部件間傳遞、分配，力的傳遞軌跡稱為力線，力線的匯集形成力流。通過力流的合理配置，可以使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計更為合理、有效。 加 粗加厚構(gòu)件、疊加構(gòu)件數(shù)量往往會引起產(chǎn)品費用升高、重量加大，所以丌是好的方式，合理的空間結(jié)構(gòu)才是設(shè)計師追寺的目標(biāo)。 力流最短 原理 按力流最短原理設(shè)計，傳 力簡捷 ，可以使構(gòu)件盡量 單純受 拉或受壓，避免受彎和扭 ，這樣 可使構(gòu)件尺寸小、 剛度好 、用材省。反之，為 提高構(gòu)件 彈性，則應(yīng)加長力流 路徑 。 力流平緩原則 。 在 構(gòu)件截面變化處 力流容易積聚，形成 應(yīng)力集中 ，降低構(gòu)件強度，因此 ，應(yīng) 通過結(jié)構(gòu) (圓角、 卸載 槽等 )設(shè)計平緩力流 。 ? 力平衡 通過結(jié)構(gòu)設(shè)計部分或全部地平衡產(chǎn)品在工作時所產(chǎn)生的無用力，以免構(gòu)件受力丌平衡，降低使用壽命。 承力結(jié)構(gòu) 四 、 構(gòu)件的組合帶來的力學(xué)性能 合理 的空間結(jié)構(gòu)包含了構(gòu)件自身的工程結(jié)構(gòu)和構(gòu)件所組成的空間結(jié)構(gòu)。 比如 在彎曲受力中，工字型材梁的強度要好于圓柱型材 。在梁的受力中，同樣 的工程 材料，跨度小的梁受力要好于跨度大的梁。 在 構(gòu)件的組合結(jié)構(gòu)中，桁架是比較典型的組合方式。桁架帶杢的力學(xué)效應(yīng)非常明顯，通常桁架構(gòu)造的結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)更穩(wěn)固、更輕巧。 St. Demetrios Greek Orthodox Chrch 教堂建筑結(jié)構(gòu) 由重復(fù)的空間結(jié)構(gòu)單元組成，拱形結(jié)構(gòu)，符合力學(xué)要求。 演講完畢，謝謝觀看！
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