第3章桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性介紹.ppt

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1、第3章桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性3.1應(yīng)力與強度3.2桿件的變形與剛度3.3壓桿的穩(wěn)定性分析第3章　桿件的強度、剛度和穩(wěn)定性3.1應(yīng)力與強度問題引入細(xì)桿粗桿（有關(guān)）桿之截面形狀大小（軸力N相同）（軸力N相同）木桿鋼桿（材料相同）（粗細(xì)一致）細(xì)桿　　易斷粗桿　　難斷鋼桿　難斷木桿　易斷桿之材料（有關(guān)）桿之截面形狀大小桿之材料截面應(yīng)力材料強度3.1.1應(yīng)力的概念NNV截面分成同樣大?。ü?5個）的單位正方形內(nèi)力在各正方形的分布應(yīng)力（如、…、（2）若內(nèi)力N垂直于截面但偏于一邊，則靠近N的（如、…、?。榇螅h(yuǎn)離N的（如、…、）

2、為小，且呈三角形變化。（1）若內(nèi)力N垂直于截面且過形心，則從到皆相等，即25個單位面積力是均勻分布的。（3）若內(nèi)力V平行于截面，則便“帖”在截面上，的大小還可能出現(xiàn)呈拋物線形變化，即在截面中間的5個方格內(nèi)的（如　、…、）為最大值，而在截面的兩對邊的方格內(nèi)的（如、…、或、…、）為小，在邊緣上　　。討論：NNV（如①應(yīng)力是單位面積上的力，單位面積力的數(shù)值之和＝截面上的合力。如均勻分布的應(yīng)力（＝＝＝…＝），截面面積為A，軸向內(nèi)力為N，則，或。②當(dāng)A越小，在N不變之下，分布的密集程度就越高，即數(shù)值越大，反之亦然。故應(yīng)力為內(nèi)力在

3、一點處的集度。③應(yīng)力垂直于截面的應(yīng)力平行于截面的應(yīng)力正應(yīng)力　，與N相同正負(fù)號。剪應(yīng)力　，與V相同正負(fù)號。④應(yīng)力單位：牛頓/米2（N/m2），用“帕（Pa）”示之，即1Pa＝1N/m2。1KPa＝103Pa＝10－3N/mm2；1MPa＝106Pa＝1N/mm2；1GPa＝109Pa＝103N/mm2。如何通過改變幾何形狀或尺寸，來改變應(yīng)力的大??？體重W不變，腳下的應(yīng)力可隨鞋與地面的接觸面積不同而改變。雪橇鞋高背軟椅的低應(yīng)力使人感到舒適，而硬板凳的高應(yīng)力卻使人不爽。大頭蓋使拇指產(chǎn)生舒適應(yīng)力，針尖產(chǎn)生非常高的應(yīng)力圖釘一按即

4、硬板凳abcd3.1.2軸向拉（壓）桿的應(yīng)力及強度計算1)軸向拉（壓）桿的應(yīng)力N拉伸前畫兩線段　、和　仍然保持直線②縱向伸長量都相同平面假設(shè)：變形前橫截面為平面，變形后仍保持為平面，且垂直于桿軸線平面假設(shè)縱向伸長△l相同拉伸后，··N——軸力；A——橫截面積；——正應(yīng)力(拉為正，壓為負(fù))各點內(nèi)力相等應(yīng)力均勻分布討論：②對于變截面桿（A非常量），　所在截面的應(yīng)力不一定為最大，因還需考慮A是否為最小。①對于等直桿，當(dāng)N不變時，若桿截面（A）細(xì)小，則　就大，細(xì)桿易斷；當(dāng)軸向外力較多時，應(yīng)求得最大軸力，此時。3m4m【例3.1

5、】在例2.2中，磚柱上段截面尺寸為240mm?240mm，承受荷P1=50kN；下段370mm?370mm，承受荷載P2＝100kN，現(xiàn)試求各段之應(yīng)力。【解】（1）作軸力圖AB段：A1＝240?240mm＝57600mm2（2）求應(yīng)力注意：計算時，將軸力N的正負(fù)號代入，結(jié)果為正則為拉應(yīng)力，負(fù)即為壓應(yīng)力。AB段：BC段：BC段：A2＝370?370mm＝136900mm2N圖【例3.2】圖(a)為一斗式提升機。斗與斗之間用鏈條連接，鏈條的計算簡圖如圖(b)所示，每個料斗連同物料的總重量P=2000N。鋼鏈由兩層鋼板構(gòu)成，

6、如圖(c)所示。每個鏈板厚t=4.5mm，寬h=40mm，高H=65mm，釘孔直徑d=30mm。試求鏈板的最大應(yīng)力?！窘狻浚?）求軸力并畫軸力圖（2）求應(yīng)力:腰部：A1＝2ht=2?40mm?4.5mm＝360mm2孔處：A2＝2(H-d)t=2?（65-30）mm?4.5mm=315mm2N圖(a)(b)(c)最大軸力Nmax=6P最大應(yīng)力在鏈條的釘孔之處材料名稱牌號容許應(yīng)力低碳鋼Q235170170100低合金鋼Q345230230140灰口鑄鐵34～54160～200混凝土C200.447混凝土C300.610.

7、3松、杉（順紋）5～78～121櫟木、樺木等（順紋）8～1012～1622)強度條件最大應(yīng)力與材料強度比較桿是否會因強度不足而破壞判斷等截面軸向拉（壓）桿的強度條件：注：——材料在拉伸（壓縮）時的容許應(yīng)力。為容許壓應(yīng)力；表3.1常用材料的容許應(yīng)力值（MPa）（適用于常溫、靜荷載和一般工作條件下的桿）軸向拉伸為容許拉應(yīng)力；為容許剪應(yīng)力。軸向壓縮受剪已知內(nèi)力、材料（　　、?。鶕?jù)強度條件選。（1）強度校核：已知材料、尺寸（　　、?。┖退苤奢d（　　），校核桿之強度是否滿足要求。√√√若　，則桿滿足強度要求若　，則桿之強

8、度就不夠問題：欲使，可　，但不經(jīng)濟；有時　　可稍大于　　，但不能超過5%。（2）截面選擇：（3）容許荷載：已知材料、尺寸（　　、?。鶕?jù)強度條件確定　　?！獭獭獭?)強度計算之截面為危險截面為材料的容許應(yīng)力強度計算三種類型強度條件安全不安全由　可選型鋼（工字鋼、槽鋼、角鋼）之型號（內(nèi)力與荷載關(guān)系）結(jié)構(gòu)的最大容許荷載?？【例3.3