[工學]第二章軸向拉壓應力與材料的力學性能-文庫吧資料
2025-02-23 06:01本頁面
【正文】 A A 。 取 AC桿為研究對象，受力分析如圖。 求各段工作應力 M P aAF N 1020 020 00111 ????M P aAF N 85004000222 ????M P aAF N 333 ??????? ? M P aM P a 12101m a x ???? ???校核強度： 所以此桿安全 167。 A1 A2 A3 2kN 2kN 9kN 2kN 4kN 5kN ⊕ ⊕ － ○解： 利用截面法求各段軸力。 許用應力與強度條件 二 、拉壓桿的強度條件 ? ?m a x m a x()NFA????? ??? ?? AF Nm a x根據(jù)強度條件，可以解決三類強度計算問題 強度校核： ? ??NFA ?設計截面： ? ??AF N ?確定許可載荷： 目 錄 167。 目 錄 n —安全因數(shù) —許用應力 ? ??? ? un?? ?167。 許用應力與強度條件 許用應力： 工作應力的最大容許值。 因此，構件的實際工作條件比理想的要偏于不安全，且為確保安全，構件需具有一定的強度儲備。 許用應力與強度條件 工作應力： 根據(jù)分析計算所得構件的應力 。 u?脆性材料：無明顯的屈服現(xiàn)象，強度極限作為極限應力； 塑性材料：先屈服后斷裂，以屈服應力作為極限應力。因此，構件的失效形式：斷裂 、 屈服 。 許用應力與強度條件 一 、失效與許用應力 目 錄 正應力達到屈服應力時，產(chǎn)生屈服或顯著的塑性變形（不可恢復）；正應力達到強度極限時，斷裂。因此在工程設計中，要特別注意減小構件的應力集中。 目 錄 尺寸變化越急劇、角越尖、孔越小，應力集中的程度越嚴重。 ()nFbd? ?? ?名義應力 max? 最大局部應力 167。 應力集中概念 常見的油孔、溝槽等均有構件尺寸突變，突變處將產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。它是衡量脆性材料（鑄鐵）拉伸的唯一強度指標。為典型的脆性材料。 材料拉伸時的力學性能 o??bt? 對于脆性材料（鑄鐵），拉伸時的應力應變曲線為微彎的曲線，沒有屈服和頸縮現(xiàn)象，試件突然拉斷。 材料拉伸時的力學性能 四 其它材料拉伸時的力學性質(zhì) 對于沒有明顯屈服階段的塑性材料，用名義屈服極限 σ 表示。材料能經(jīng)受較大塑性變形而不破壞的能力，稱為材料的 塑性 或 延性 。 167。意味著比例極限提高，而斷裂時的殘余變形則減小。 目 錄 167。 167。 B點：使材料發(fā)生彈性變形的最大正應力，稱為材料的彈性極限。 材料拉伸時的力學性能 卸載與再加載規(guī)律 ??oABDE?P?e? s?b?在 OB階段，如果停止加載，并逐漸卸載，則卸載過程應力與應變?nèi)员３终汝P系，并沿直線 BO回到 O點。 硬化階段的最高點 D所對應的應力 低碳鋼 Q235： —b? 強度極限 b??o??167。 材料拉伸時的力學性能 硬化階段 380b M P a? ?D目 錄 經(jīng)過屈服階段后，材料有恢復了抵抗變形的能力，這時，若要使材料繼續(xù)變形需要增大應力。這種現(xiàn)象稱為 屈服 ，所對應的正應力，稱為材料的屈服應力或屈服極限 。此時，應力應變曲線出現(xiàn)水平線段（或微小波動）。 材料拉伸時的力學性能 明顯的四個階段 線性階段 OA —P? 比例極限 ?? E???? t a n??EoA???P?目 錄 應力 應變曲線為一直線，正應力與正應變成正比，即遵循胡克定律： 此階段最高點 A所對應的正應力，稱為材料的 比例極限 ： 直線 OA的斜率，即為材料的彈性模量 E 低碳鋼 Q235： 200200P M P aE G P a? ??167。 材料拉伸時的力學性能 目 錄 167。 材料拉伸時的力學性能 力學性能：在外力作用下材料在變形和破壞方面所表現(xiàn)出的力學特性。 拉壓桿的應力與圣維南原理 目 錄 3. 應力分析 AB段的軸力較小，但橫截面面積也較小， BC段的軸力雖較大，但橫截面面積也較大，因此，不能直接判斷出最大正應力發(fā)生在哪段，應對兩段桿的應力分別進行分析計算。 拉壓桿的應力與圣維南原理 設桿右端的支反力為 解： 目 錄 RF F0?? x21 30000RF F F N? ? ? 設 AB與 BC段的軸力分別為 N 1 N 2 FF、N 1 1N22022030000RF F NF F N??? ? ? ?列平衡方程 由截面法得： 167。已知 例題 目 錄 , , ,1 2 122 0 5 0 2 030F k N F k N A B B C d m md m m? ? ??段 與 段 的 直 徑 分 別 為。 167。 目 錄 三、圣維南原理 作用在桿端的軸向外力，沿橫截面非均勻分布時，外力作用點附近各截面的應力，也為非均勻分布。 ，與該方向同向的切應力為正。 0 ,? ? m a x 0??? 5 ,4? ? 0m a x2?? ?目 錄 二、拉壓桿斜截面上的應力 可見，在拉壓桿的任一斜截面上，不僅存在正應力，而且存在切應力，其大小均隨截面方位變化。 由三角形 ABC求出 220 . 8s i n 0 . 3 8 80 . 8 1 . 9BCAB? ? ? ??m a x15 3 8 . 7sin 0 . 3 8 8WF k N?? ? ?斜桿 AB的軸力為 m a x F k N??斜桿 AB橫截面上的應力為 33263 8 . 7 1 0( 2 0 1 0 )41 2 3 1 0 1 2 3NFAP a M P a?? ??? ? ????目 錄 WA B C ? d max
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