材料的许用应力和安全系数_第1页
材料的许用应力和安全系数_第2页
材料的许用应力和安全系数_第3页
免费预览已结束,剩余1页可下载查看

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、第四节 许用应力安全系数强度条件由脆性材料制成的构件,在拉力作用下,当变形很小时就会突然断裂,脆性材料断裂 时的应力即强度极限 d b;塑性材料制成的构件,在拉断之前已出现塑性变形,在不考虑塑 性变形力学设计方法的情况下,考虑到构件不能保持原有的形状和尺寸,故认为它已不能正常工作,塑性材料到达屈服时的应力即屈服极限d s。脆性材料的强度极限 d b、塑性材料屈服极限d s称为构件失效的极限应力。为保证构件具有足够的强度,构件在外力作用下的最 大工作应力必须小于材料的极限应力。在强度计算中,把材料的极限应力除以一个大于1的系数n (称为安全系数),作为构件工作时所允许的最大应力,称为材料的许用应

2、力,以d 二表示。对于脆性材料,许用应力(5-8)对于塑性材料,许用应力二二ns(5-9)其中nb、ns分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。安全系数的确定除了要考虑载荷变化,构件加工精度不同,计算差异,工作环境的变化等因素外,还要考虑材料的性能差异(塑性材料或脆性材料)及材质的均匀性,以及构件在设备中的重要性,损坏后造成后果的严重程度。安全系数的选取,必须体现既安全又经济的设计思想,通常由国家有关部门制订,公布在有关的规范中供设计时参考,一般在静载下,对塑性材料可取ns =1.52.0;脆性材料均匀性差,且断裂突然发生,有更大的危险性,所以取nb =2.0 5.0,甚至取到59。为了保证构

3、件在外力作用下安全可靠地工作,必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力,即maxmaxA莓二(5-10)上式就是杆件受轴向拉伸或压缩时的强度条件。根据这一强度条件,可以进行杆件如下三方面的计算。1.强度校核 已知杆件的尺寸、所受载荷和材料的许用应力,直接应用(5-10)式,验算杆件是否满足强度条件。A_ N2.截面设计已知杆件所受载荷和材料的许用应力,将公式(5-10)改成卜,由强度条件确定杆件所需的横截面面积。3 .许用载荷的确定已知杆件的横截面尺寸和材料的许用应力,由强度条件Nmax 'A;确定杆件所能承受的最大轴力,最后通过静力学平衡方程算出杆件所能承担的最大许可载荷。例5-4

4、 一结构包括钢杆1和铜杆2,如图5-21a所示,A、B、C处为铰链连接。在节点A悬挂一个G=20kN的重物。钢杆AB的横截面面积为 Ai=75mm2,铜杆的横截面面积为A2=150mm2。材料的许用应力分别为 【G=160MPa , "2=100MPa,试校核此结构的强度。图 5-21解:( 1)求各杆的轴力取节点A为研究对象,作出其受力图(图5-21b),图中假定两杆均为拉力。由平衡方7X =0, N2sin30 N1Sin 45 =0、一 -0, N1 cos45 N2cos30 -G =0解得两杆横截面上的应力分别为N1 =10.4kNN2 =14.6kNNA110.4 103

5、75 10?a =13911:aN22 A2314.6 1036 =97.? a150 10由于G十1 =16°=L-,a,;2 :二2二100:.。,故此结构的强度足够。例5-5如图5-22a所示,三角架受载荷 Q=50kN作用,AC杆是圆钢杆,其许用应力【】 =160MPa; BC杆的材料是木材,圆形横截面,其许用应力 L2=8MPa,试设计两杆的直径。图 522N1.-1 -N2.-.2 -GJ2求解。(1)求两杆的轴力取节点C研究,受力分析如图? - 0,5-22b,列平衡方程-N AC cos30 -NBC cos30 二 0解:由于'-1、-2已知,故首先求出 A

6、C杆和BC杆的轴力N1和N2,然后由解得N Be - - N Ac匚=0, NAe sin30 - NBC sin30 Q=0解得NAC=Q=50kN (拉)Nbc = -Nac = -50kN (压)(2)求截面直径分别求得两杆的横截面面积为直径6N250 103160 10650 1038 1062_4 22m2 =3.13 10 m2 =3.13cm2m2d1Z 2.0cm,V 31422= 62.5 10 m2 =62.5cm2例5-6图5-23所示某冷镦机的曲柄滑块机构,镦压时,截面为矩形的连杆AB处于水平位置,高宽比h/b=1.2,材料为45钢,许用应力d =90MPa。若不考虑杆

7、的自重,已知 镦压力P=4500kN,试按照强度条件确定h、b的大小。图 5-23解:如图5-23b所示,AB杆为轴向压缩,由截面法可得连杆的轴力数值大小为N=P=4500kNN2将强度条件改写为二,由于 A=bh =2b,所以1.2b24500 00厂, 1.2 90 106m = 0.204mh=1.2b 0.245m例5-7图5-24a所示的三角架由钢杆 AC和木杆BC在A、B、C处铰接而成,钢杆AC的横截面面积为 AAc=12cm2,许用应力1=160MP a,木杆BC的横截面面积ABo=200cm2,取节点C研究,受力分析如图5-24b所示,列平衡方程-0, -Naccos30°-Nbc=0却=° Nac sin30° - P=0解得Nac =2P(拉)Nbc 二一 3P(压)(2)求许可的最大载荷 P由公式(5-10)得到 N AC W A ac ff 1,即462PW 12 10"160 10 N, Pi< 96kN同样,由公式(5-

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论