最新高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件7PPT課件.ppt

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1、高職《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課件7以上構(gòu)件的受力特點(diǎn)是：在通過構(gòu)件軸線的平面內(nèi)，受到力偶或垂直于軸線的外力作用。其變形特點(diǎn)是：構(gòu)件的軸線由直線變成一條曲線，這種變形稱為彎曲變形。以彎曲變形為主的構(gòu)件習(xí)慣上稱為梁。工程實(shí)際中常用直梁的橫截面形狀主要有圓形、矩形、T字形和工字形等，如圖9-13所示。圖9-13圖9-159.2.3梁的內(nèi)力與內(nèi)力圖1、剪力與彎矩圖9-16首先，利用靜力平衡條件求出A、B的支座反力NA與NB為其次，假想地用一截面將梁沿m-m截面截開，取左段進(jìn)行分析，如圖9-16(b)所示。為了達(dá)到平衡，在m-m截面上必須作用一個(gè)與NA等值、反向的力Fs。NA與F

2、s構(gòu)成力偶，又有讓梁順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢。為了達(dá)到轉(zhuǎn)動(dòng)平衡，截面上必須作用有一個(gè)力偶M。圖9-16中使梁的橫截面發(fā)生錯(cuò)動(dòng)的內(nèi)力Fs稱為剪力；使梁的軸線發(fā)生彎曲的內(nèi)力偶矩M稱為彎矩。其大小可以由平衡條件求出，即:式中，C1為左段截面形心。若取m-m截面右段為研究對象，作同樣分析后，可求得與左段截面上等值、反向的剪力Ｆs′和彎矩M′，與左段截面上的剪力Fs和彎矩M互為作用與反作用的關(guān)系。為了使同一截面取左、右不同的兩段時(shí)求得的剪力和彎矩符號相同，把剪力和彎矩的符號規(guī)定為：使所取該段梁產(chǎn)生“左上右下”的相對錯(cuò)動(dòng)的剪力方向?yàn)檎?，反之為?fù)，如圖9-17所示；使所取該段梁彎曲

3、呈上凹下凸的彎矩為正，反之為負(fù)，如圖9-18所示。圖9-17圖9-182、剪力圖和彎矩圖工程中，梁橫截面上的剪力和彎矩沿梁的軸線發(fā)生變化。若以橫坐標(biāo)x表示梁的橫截面位置，則梁在各橫截面上的剪力Fs和彎矩M可以寫成x的函數(shù)：Fs=Fs(x)M=M(x)以上兩式分別稱為剪力方程和彎矩方程。為了直觀地反映梁上各橫截面上的剪力和彎矩的大小及變化規(guī)律，可根據(jù)剪力方程和彎矩方程,用橫坐標(biāo)x表示梁的橫截面的位置,縱坐標(biāo)分別表示剪力Fs和彎矩M的大小而畫出的圖形，分別稱為剪力圖和彎矩圖?！纠?-6】如圖9-19(a)所示，簡支梁AB受集中截荷F=12kN，試畫出其剪力圖和

4、彎矩圖。解(1)求A、B的支座反力。圖9-19(2)列剪力方程與彎矩方程。①對AC段，取距A端為x1的截面左段，畫出受力圖，如圖9-19(b)所示。列平衡方程：②對CB段，取距A端為x2的截面左段，畫出受力圖，如圖9-19(c)所示。列平衡方程：(3)繪制剪力圖和彎矩圖。根據(jù)梁的各段上的剪力方程和彎矩方程，繪出剪力圖，如圖9-19(d)所示,繪出彎矩圖，如圖9-19(e)所示。從剪力圖上可以看出，在集中力F作用處，剪力圖上會(huì)發(fā)生突變，突變值即等于集中力F的大小。由剪力圖和彎矩圖可知,集中力F作用在C截面上，剪力和彎矩都達(dá)到最大值?！纠?-7】如圖9-20(

5、a)所示，懸臂梁AB受均布載荷作用,試?yán)L制其剪力圖和彎矩圖。解設(shè)截面m-m與B端之間的距離為x，取m-m截面的右段為研究對象，畫出受力圖,如圖9-20（b）所示。根據(jù)平衡條件：Fs-qx=0Fs=qx(0≤x≤l)(0≤x≤l)圖9-209.2.4彎曲時(shí)的正應(yīng)力與強(qiáng)度計(jì)算1、變形幾何關(guān)系純彎曲：橫截面上只有正應(yīng)力，沒有切應(yīng)力的彎曲。如圖9-21所示梁的BC段。圖9-21若將11和22所夾部分取出，如圖9-22(c)所示。上部纖維縮短，下部纖維伸長，根據(jù)變形的連續(xù)性，它們之間有一層縱向纖維既不伸長又不縮短，這一層稱為中性層。中性層與橫截面的交線稱為中性軸。中

6、性層將橫截面分為受拉區(qū)和受壓區(qū)，在受拉區(qū)或受壓區(qū)內(nèi)，縱向纖維的變形與到中性軸的距離成正比，這表明縱向纖維所受的力也與到中性軸的距離成正比。由于每根縱向纖維可以代表橫截面上的一點(diǎn)，因此橫截面上任意一點(diǎn)的正應(yīng)力與該點(diǎn)到中性軸的距離成正比。圖9-222、橫截面上的正應(yīng)力梁受純彎曲時(shí)，其橫截面上只有正應(yīng)力，沒有切應(yīng)力。橫截面上任意一點(diǎn)的正應(yīng)力與該點(diǎn)到中性軸的距離成正比，距中性軸等高度的各點(diǎn)正應(yīng)力相等，而中性軸上各點(diǎn)處正應(yīng)力為零。橫截面上應(yīng)力分布如圖9-23(a)所示?？梢宰C明距離中性軸為y處點(diǎn)的正應(yīng)力計(jì)算公式為σy=My/Iz,如圖9-23(b)所示。式中Iz為橫截面對中

7、性軸的慣性矩，對矩形截面Iz=bh3/12，圓形面Iz=πd4/64。圖9-23從上圖可以看出，離中性軸最遠(yuǎn)的梁的上、下邊緣處正應(yīng)力最大，最大正應(yīng)力用符號σmax表示，其值為上式中,稱為截面對中性軸z的抗彎截面系數(shù)，其單位為m3或mm3。對于常見的截面其抗彎截面系數(shù)分別如下。(1)矩形截面(如圖9-24(a)所示)：(2)圓形截面(如圖9-24(b)所示)：(3)圓環(huán)截面(如圖9-24(c)所示)：其中圖9-243、彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度條件對于等截面梁，最大正應(yīng)力產(chǎn)生在最大彎矩作用的截面上，此截面稱為危險(xiǎn)截面。危險(xiǎn)截面的上、下邊緣正應(yīng)力最大。正應(yīng)力最大的點(diǎn)稱為危險(xiǎn)

8、截面上的危