材料力學2軸向拉伸、壓縮與剪切.pdf

(12頁)

'材料力學2軸向拉伸、壓縮與剪切.pdf'

《材料力學2軸向拉伸、壓縮與剪切.pdf》由會員分享,提供在線免費全文閱讀可下載,此文檔格式為pdf,更多相關《材料力學2軸向拉伸、壓縮與剪切.pdf》文檔請在天天文庫搜索。

1、1材料力學部分材料力學部分本部分主要內容:本部分主要內容:一一 材料力學緒論材料力學緒論二二軸向拉伸、壓縮與剪切三三扭轉四平面圖形的幾何性質五五彎曲六六應力狀態與強度理論七七組合變形八壓桿穩定主要本部分主要內容:一軸向拉壓的概念及實例二桿件橫截面上的內力和應力三斜截面上的應力四拉壓桿的變形五材料拉伸和壓縮時的力學性能六失效、安全系數、應力集中現象七剪切和擠壓的實用計算八軸向拉壓及剪切部分習題及解答二軸向拉壓和剪切二軸向拉壓和剪切一軸向拉壓的概念及實例一軸向拉壓的概念及實例軸向拉壓的定義:外力的合力作用線與桿的軸線重合。軸向拉壓的變形特點:桿的變形主要是軸向伸縮,伴隨橫向縮擴。軸向拉伸:桿的變形是軸向伸長,橫向縮短。軸向壓縮:桿的變形是軸向縮短,橫向變粗。一、軸向拉壓的定義軸向壓縮,對應的力稱為壓力。軸向拉伸,對應的力稱為拉力。力學模型如圖PPPP一軸向拉壓的概念及實例一軸向拉壓的概念及實例。

2、二、工程實例一軸向拉壓的概念及實例一軸向拉壓的概念及實例①反映出軸力與截面位置變化關系,較直觀;②確定出最大軸力的數值及其所在橫截面的位置,(常為危險截面),為強度計算提供依據。二、軸力圖—— N (x) 的圖象表示。一、軸向拉壓時的內力稱為 軸力,用N 表示。其正負號規定如下:N 與外法線同向,為正軸力(拉力)N與外法線反向,為負軸力(壓力)N >0NNNε0<ε44、x點處的縱向線應變:xxx ??=→?dlim 0ε6、x點處的橫向線應變:5、桿的橫向線變形: accaac?′′=?acac?=′εPPd ′a′c′b′xx?+? dL1四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律二、拉壓桿的胡克定律PLL EA?=Eσε=1、等剛度拉壓桿的胡克定律2、變剛度拉壓桿的胡克定律)(d)()d( xEAxxNx =?()() ()LLNxdxLdx EAx?=?=。

3、∫∫※“EA”稱為桿的抗拉壓剛度。PPN(x)xd xN(x)dxx四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律3、泊松比(或橫向變形系數)εεμ ′= μεε ?=′:或四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律C'1、怎樣畫小變形放大圖??變形圖嚴格畫法,圖中弧線;?求各桿的變形量△Li ,如圖;?變形圖近似畫法,圖中弧之切線。小變形放大圖與位移的求法。A BCL1 L2P1L?2L?C"四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律2、寫出圖2中B點位移與兩桿變形間的關系A BCL1L2α1L?2L?BuBvB'1LuB ?=解:變形圖如圖, B點位移至B'點,由圖知:α?α? sinLctgL"B"'B"'BBv 21B +=+=B”B’”B1B2四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律∑ =+?×= 060sin6.12.18.。

4、060sin ooA TPTmkN55.113/ ==∴ PTMPa1511036.7655.11 9 =×== ATσ[例] 設橫梁ABCD為剛梁,橫截面面積為 76.36mm2 的鋼索繞過無摩擦的定滑輪。設 P=20kN,試求剛索的應力和 C點的垂直位移。設剛索的 E =177GPa。解:方法:小變形放大圖法1)求鋼索內力:以ABCD為對象2) 鋼索的應力和伸長分別為:800 400 400DCPA B60°60°PA BCDT TYAXAmm36.1m17736.766.155.11 =××==? EATLL四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律5mm36.1m17736.766.155.11 =××==? EATLLCPA B60° 60°D 3)變形圖如左圖 ,C點的垂直位移為:12CC'2sin60sin60 2BBDD′′+=?+?=mm79.060sin2。

5、36.160sin2==?= oLB’C’D’Δ1 Δ2四拉壓桿的變形 ? 胡克定律四拉壓桿的變形 ? 胡克定律五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能力學性能:材料在外力作用下表現的有關強度、變形方面的特性。EEAPLLσε ==?=低碳鋼試件的拉伸圖(P-- êL圖)低碳鋼試件的應力--應變曲線(σ --ε 圖)EAPLL =?一 低碳鋼試件的拉伸(一) 低碳鋼拉伸的彈性階段 (oe段)1、op -- 比例段: σp -- 比例極限Eσε =αtg=E2、pe --曲線段:σe -- 彈性極限)( nf εσ =五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能(二) 低碳鋼拉伸的屈服(流動)階段 (es 段)e s --屈服段: σs ---屈服極限滑移線:塑性材料的失效應力:σs 。五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能2、卸載定。

6、律:1、σb---強度極限3、冷作硬化:4、冷拉時效:(三)、低碳鋼拉伸的強化階段 (sb 段) 五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能1、延伸率:δ001 100×?= LLLδ2、斷面收縮率:ψ001 100×?= AAAψ3、脆性、塑性及相對性為界以 005=δ(四)、低碳鋼拉伸的頸縮(斷裂)階段 (b f 段) 五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能6ε %σ其他無明顯屈服現象的塑性材料0.2σ 0.2名義屈服應力:σ 0.2 ,即此類材料的失效應力。塑性指標;%LLL:001?=δ延伸率 δ>5% 為塑性材料%AAA010?=ψ斷面收縮率:五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能二 脆性材料的拉伸試驗鑄鐵拉伸時的機械性能σεbLσσbL ---鑄鐵拉伸強度極限(失效應力)割線斜率 ; tgα=E五材料在拉伸和壓縮時的。

7、力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能三 塑性材料材料壓縮時的機械性能低碳鋼的壓縮五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能四 脆性材料壓縮時的機械性能σby ---鑄鐵壓縮強度極限;σby ≈(4 — 6) σbL五材料在拉伸和壓縮時的力學性能五材料在拉伸和壓縮時的力學性能[]ssnσσ =一、容許應力:六失效、安全系數、應力集中六失效、安全系數、應力集中塑性材料:脆性材料:[]bbn++=σσns : 相應于屈服極限的安全系數nb :相應于強度極限的安全系數[]bbn??=σσ二、Saint-Venant原理與應力集中示意圖(紅色實線為變形前的線,紅色虛線為紅色實線變形后的形狀。)變形示意圖:a b cP P應力分布示意圖:a bPP c Pσ σσSaint-Venant原理:離開載荷作用處一定距離,應力分布與大小不受外載荷作用方式的影響。應力集中(Stress C。

8、oncentration):在截面尺寸突變處,應力急劇變大。六失效、安全系數、應力集中六失效、安全系數、應力集中7六失效、安全系數、應力集中六失效、安全系數、應力集中七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算一、連接件的受力特點和變形特點:1、連接件在構件連接處起連接作用的部件,稱為連接件。例如:螺栓、鉚釘、鍵等。連接件雖小,起著傳遞載荷的作用。特點:可傳遞一般力, 可拆卸。P P螺栓P P鉚釘特點:可傳遞一般 力,不可拆卸。如橋梁桁架結點處于它連接。無間隙m軸鍵齒輪特點:傳遞扭矩。七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算2、受力特點和變形特點:n n(合力)(合力)PP以鉚釘為例: ①受力特點:構件受兩組大小相等、方向相反、作用線相互很近(差一個幾何平面)的平行力系作用。②變形特點:構件沿兩組平行力系的交界面發生相對錯動。七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算n n(合力)(。

9、合力)PP③剪切面:夾在一對等值反向的平行力之間,其兩側構件將發生相互的錯動面,如n– n 。④剪切面上的內力——剪力:剪力Q ,其作用線與剪切面平行。Pn nQ剪切面七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算n n(合力)(合力)PPPn nQ剪切面鋼板在受鉚釘孔削弱的截面處,應力增大,易在連接處拉斷。3、連接處破壞三種形式:①剪切破壞(連接件和母材)沿鉚釘的剪切面剪斷,如沿n– n面剪斷 。②擠壓破壞(連接件和母材)鉚釘與鋼板在相互接觸面上因擠壓而使接觸面塌陷,從而使連接松動③拉伸破壞(母材) 發生破壞七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算8二、剪切的實用計算實用計算方法:根據構件的破壞可能性,采用能反映受力基本特征,并簡化計算的假設,計算其名義應力,然后根據直接試驗的結果,確定其相應的許用應力,以進行強度計算。適用:構件體積不大,真實應力相當復雜情況,如連接件等。實用計算假設。

10、:假設剪應力在整個剪切面上均勻分布,等于剪切面上的平均應力。七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算1、剪切面--AQ : 錯動面。剪力--Q: 剪切面上的內力。QAQ=τ2、名義剪應力--τ:3、剪切強度條件(準則):[]ττ ≤=AQ [] njxττ =:其中n n(合力)(合力)PPPn nQ剪切面工作應力不得超過材料的許用應力。七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算三、擠壓的實用計算1、擠壓力―Pjy :接觸面上的合力。擠壓:構件局部面積的承壓現象。擠壓力:在接觸面上的壓力,記Pjy 。假設:擠壓應力在有效擠壓面上均勻分布。七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算2、擠壓面積:接觸面在垂直Pjy方向上的投影面的面積。[ ]jyjyjyjy AP σσ ≤=3、擠壓強度條件(準則):工作擠壓應力不得超過材料的許用擠壓應力。擠壓面積 dtAjy =七剪切與擠壓的實用計算。

11、七剪切與擠壓的實用計算][ ][1 jyjyσσττ ≤≤ ;、校核強度:][ ][2jyjyjyQPAQAστ ≥≥ ;、設計尺寸:][ ][3 jyjyjyQ APAQ στ ≤≤ ;、設計外載:四、應用七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算mdP解:?鍵的受力分析如圖[例] 齒輪與軸由平鍵(b×h×L=20 ×12 ×100)連接,園軸傳遞的扭矩m=2KNm,軸的直徑d=70mm,鍵的許用剪應力為[τ]= 60MPa ,許用擠壓應力為[σjy]= 100MPa,試校核鍵的強度。kN5707.0222/dmP =×==2hmbhL七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算9綜上,鍵滿足強度要求。[]ττ ≤=××=== MPa6.28100201057 3bLPAQQ?剪應力和擠壓應力的強度校核 PPQ jy ==[ ]jyjyjyjy hLPAP σσ ≤=××=== MPa。

12、3.956100105723mdPQAbhL七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算解:?受力分析如圖[例] 一鉚接頭如圖所示,受力P=110kN,已知鋼板厚度為 t=1cm,寬度 b=8.5cm ,許用應力為[σ ]= 160M Pa ;鉚釘的直徑d=1.6cm,許用剪應力為[τ]= 140M Pa ,許用擠壓應力為[σjy]= 320M Pa,試校核鉚接頭的強度。(假定每個鉚釘受力相等。)4PPQ jy ==bP PttdPPP112233P/4七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算?剪應力和擠壓應力的強度條件[]τπτ ≤=××=== MPa8.136106.114.3110 722dPAQQ[ ]jyjyjyjy tdPAP σσ ≤=×××=== MPa9.171106.11411047ttdPPP112233P/4七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算?鋼板的2。

13、--2和3--3面為危險面[]σσ≤=××?××=?=MPa7.15510)6.125.8(41103)d2b(t4P3 72[]σσ≤=×?×=?=MPa4.15910)6.15.8(1110)db(tP 73綜上,接頭安全。P112233P/4NxP0.75P0.25PP112233討論:1.板的擠壓面:各圓孔的左側內壁。2.板的剪切面:七剪切與擠壓的實用計算七剪切與擠壓的實用計算【習題5-1】當低碳鋼試件的試驗應力σ=σs時,試件將( D)。八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答(A)完全失去承載能力 (B)破斷(C)發生局部頸縮現象 (D)產生很大的塑性變形【習題5-2】 圖示為三種金屬材料拉伸時的σ-ε曲線,則有( B)。(A)b強度高,c剛度大,a塑性好(B)a強度高,b剛度大,c塑性好(c)c強度高,b剛度大,a塑性好(D)無法判斷【習題5-3】圖示軸向。

14、受力桿件,桿內最大拉力為( D )。(A)8 kN (B)4 kN(C)5 kN (D)3 kN【習題5-4】在圖示階梯形桿件中,BC及DE部分的橫截面面積A1=400 mm2,CD部分的橫截面面積A2=200 mm2,桿內最大正應力為( D )。(A)125 MPa (B)100 MPa(C)200 MPa (D)150 MPa八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答10【習題5-5】圖示桁架,在外力P作用下,節點B的垂直位移和水平位移分別為( D )。1()0,(),023(),(),33ABABABABABABALBLCLLDLL??????'BBAByL=?Bxtan603BABBBAByLxyL=?==?o解:變形圖如圖所示八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答【習題5-6】如圖,兩根受拉桿件,若材料相同,桿長L2=2L1,橫截面積A2=。

15、2A1,則兩桿的伸長△L和軸向線應變ε之間的關系應為( B )。2121212121212121(),()2,11()2,2(),22ALLBLLCLLDLLεεεεεεεε?=?=?=?=?=?=?=?=1121112211122()22222PLPLALLEAEAPPEEAEAσεε???===???====解:八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答【習題5-7】變截面桿受集中力P作用,如圖所示。設F1、F2和F3分別表示桿件中截面1-1、2-2和3-3上沿軸線方向的內力值,則下列結論中正確的是( A )。123123123123()()()()AFFFBFFFCFFFDFFF===≠≠=≠≠分析:由截面法知,此3處截面上的內力相等。八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答【習題5-8】等截面直桿受力P作用發生軸向拉伸變形。已知橫截面面積為A,。

16、則橫截面上的正應力和45°斜截面上的正應力分別為( A )。(),(),2 22(),(),22PPPPABAAAAPPPPCDAAAA245 cos45cos452cos45PAPPPA AAσσ==?=?=oooo解:橫截面上的正應力為:斜截面上的正應力為:八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答【習題5-9】圖示受力桿件的軸力圖有以下四種,其中正確的是( B )。八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答【習題5-10】一等截面直桿的材料為低碳鋼,E=2×105 MPa,桿的橫截面面積A=500 mm2,桿長L=1 m,加軸向拉力P=150 kN后,測得伸長△L=4 mm,則卸載后桿的殘余變形為( C )。()0()1.5()2.5()5.5ABmmCmmDmm31 56-61150101 1.52101050010-41.52.5PLLmmEALLmm××?===××××??=?=解:桿的彈性變形為:故殘余變形為:八軸向拉壓及剪切部分習題及解答八軸向拉壓及剪切部分習題及解答。

關 鍵 詞:
拉伸 壓縮 剪切 材料力學 軸向
 天天文庫所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:材料力學2軸向拉伸、壓縮與剪切.pdf
鏈接地址: http://www.094347.live/s-58315065.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服點擊這里,給天天文庫發消息,QQ:1290478887 - 聯系我們

本站為“文檔C2C交易模式”,即用戶上傳的文檔直接賣給(下載)用戶,本站只是中間服務平臺,本站所有文檔下載所得的收益歸上傳人(含作者)所有【成交的100%(原創)】。本站是網絡服務平臺方,若您的權利被侵害,侵權客服QQ:1290478887 歡迎舉報。

[email protected] 2017-2027 http://www.094347.live 網站版權所有

粵ICP備19057495號 

收起
展開
有没有苹果软件赚钱的 快乐12遗漏数据查询 2020体育彩票开奖结果 河北二十选五开奖结果 黑龙江11选五中奖结果 上海11选5今天预测 北京十一选五20010225 安徽快三平台 涨停股票如何买入 快3内蒙古走势图 山西快乐十分规则和奖金