拉伸强度计算ppt课件.ppt

轴向拉伸与压缩时杆件的强度计算 一 极限应力许用应力安全因素 使材料丧失能力的应力称为极限应力 用表示 构件在工作时所允许的最大应力称为许用应力 用 表示 安全因素 6 1 对于塑性材料 或是极限应力 因此许用应力为 极限应力除以大于1的系数得出许用应力 称为 1 对于脆性材料 是极限应力 因此许用应力为 式中 为对应于塑性材料的安全因素 一般取 为对应于脆性材料的安全因素 一般取 确定安全因素的数值时 一般考虑以下几个方面的因素 1 载荷分析和计算的精确程度 2 材料的不均匀性的估计的准确程度 3 计算模型简化的近似程度 4 构件的加工工艺和工作条件的影响 以及构件的重要性 2 二 拉 压 杆的强度条件 为了保证拉 压 杆的安全正常地工作 必须使杆内的最大工作应力不许用应力 即 式中 为横截面上的轴力 以其绝对值代入式中 A为横 截面的面积 拉 压 杆的强度条件 利用强度条件 可以解决以下三类问题 1 校核强度2 设计截面尺寸 3 3 确定许可载荷 根据力的平衡条件即可求出结构所能承受的最大载荷 称为许可载荷 4 例图1 例1悬臂吊车如图4 10a所示 最大的吊重 包括电动葫芦自重 W 70kN 已知a 1140mm b 360mm c 150mm 斜拉杆 为一外径D 60mm 内径d 40mm的无缝钢管 和水平线的 核斜拉杆的强度 当载荷位于梁右端B处时 夹角 材料为Q235低碳钢 取安全因素 2 0 试校 解 1 求杆所承受的最大外力 取横梁AB为研究对象 其受力如图4 10c所示 由平面任意力系的平衡方程 5 2 求杆的轴力 二力平衡的斜拉杆 其轴力等于杆端受力 即 3 校核强度 有 代入数据 得 斜拉杆的受力如图4 10b 所示 根据作用与反作用定律 图4 10 6 由式 4 2 得 MPa MPa 所以斜拉杆的强度足够 斜拉杆的横截面积为 MPa 117 5MPa 取MPa 则拉杆的许用应力为 根据式和上节表4 2材料力学性能的有关数据 7 例2如图所示 简易吊车由等长的两杆AC及BC组成 在节点C受到载荷G 350kN的作用 已知杆AC由两根槽 解 1 求AC杆和BC杆所承受的外力取节点C为研究对象 其受力如图4 11b所示 由平面汇交力系的平衡方程 MPa 试选择两杆的截面面积 8 代入数据 得 2 确定AC杆和BC杆所承受的轴力AC杆和BC杆均为二力杆 其轴力大小等于杆端的外力 即AC杆 BC杆 3 确定截面面积大小 AC杆截面面积A1 9 由于AC杆由两根槽钢构成 每一根的截面面积为 BC杆截面面积A2 4 确定型钢号数查附录的型钢表 10号槽钢的截面面积为1274 8mm2 因为1274 8mm2 1093 75mm2 所以AC杆用两根10号槽钢 而20a号工字钢的截面面积为3550mm2 因为1274 8mm2 3550mm2 所以BC杆用一根20a号工字钢 10 例3如图所示的三角形构架 钢杆1和铜杆2在A B C处铰接 已知钢杆1的横截面面积为A1 150mm2 许用应 MPa 该结构在节点处受铅垂方向的载荷G作用 试求 G的最大允许值 解 1 求各杆的轴力与G力的关系取节点A为研究对象 作出其受力图 如图4 12b所示 由平衡方程 11 2 联立式 1 2 解得 2 求满足AB杆强度条件的最大允许值G 由 得 3 求满足AC杆强度条