D截面的合弯矩.ppt

第9章 目录 材料力学 9 1组合变形与叠加原理 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 9 3偏心压缩与截面核心 9 4扭转与弯曲的组合 第九章组合变形时的强度计算 第九章组合变形时的强度计算 9 1组合变形与叠加原理 目录 一 组合变形的定义 二 工程实例 三 计算方法 9 1组合变形与叠加原理 9 1组合变形与叠加原理 一 定义 一 定义 组合变形 构件在载荷作用下发生两种或两种以上基本变形组合的变形情况 9 1组合变形与叠加原理 二 工程实例 交通路牌立杆 二 工程实例 交通路牌立杆 弯扭组合变形 9 1组合变形与叠加原理 二 工程实例 钻床立柱 二 工程实例 钻床立柱 拉弯组合变形 9 1组合变形与叠加原理 二 工程实例 厂房牛腿 二 工程实例 厂房牛腿 偏心压缩 9 1组合变形与叠加原理 二 工程实例 厂房牛腿 二 工程实例 厂房牛腿 偏心压缩 9 1组合变形与叠加原理 二 工程实例 吊车杆 二 工程实例 吊车臂 压弯组合变形 9 1组合变形与叠加原理 三 计算方法 叠加法 组合变形中 弯曲切应力通常很小 忽略不计 三 计算方法 第九章组合变形时的强度计算 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 目录 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 一 载荷分解 二 应力计算 三 强度条件 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 一 载荷分解 一 载荷分解 产生沿x轴的轴向拉伸 产生xy平面内的平面弯曲 求K点的应力 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 二 应力计算 二 应力计算 1 Fx单独作用 2 Fy单独作用 3 Fx和Fy同时作用 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 三 强度条件 三 强度条件 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 例1 1 AB杆的计算简图 例1最大吊重G 8kN的起重机如图所示 AB杆为工字钢 材料为 Q235钢 100MPa 试选择工字钢型号 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 例1 1 AB杆的计算简图 例1最大吊重G 8kN的起重机如图所示 AB杆为工字钢 材料为 解 1 AB杆的计算简图 得到 Q235钢 100MPa 试选择工字钢型号 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 例1 2 确定危险截面 2 确定危险截面 画内力图 可知 C截面的左邻为危险截面 解 1 AB杆的计算简图 例1最大吊重G 8kN的起重机如图所示 AB杆为工字钢 材料为 Q235钢 100MPa 试选择工字钢型号 AB杆的AC段为轴向压缩与弯曲的组合变形 CB段为弯曲变形 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 例1 3 选择截面 选择截面 3 选择截面 先不考虑轴力的影响 选择截面 查表 取16号工字钢 2 确定危险截面 解 1 AB杆的计算简图 例1最大吊重G 8kN的起重机如图所示 AB杆为工字钢 材料为 Q235钢 100MPa 试选择工字钢型号 9 2拉伸 压缩 与弯曲的组合 例1 3 选择截面 验证截面 3 选择截面 再考虑轴力的影响 校核强度 取16号工字钢 危险点位于C截面的下缘 2 确定危险截面 解 1 AB杆的计算简图 例1最大吊重G 8kN的起重机如图所示 AB杆为工字钢 材料为 Q235钢 100MPa 试选择工字钢型号 第九章组合变形时的强度计算 9 3偏心压缩与截面核心 目录 一 偏心压缩的概念 二 应力分析 三 中性轴位置 9 3偏心压缩与截面核心 四 危险点位置 五 截面核心 9 3偏心压缩与截面核心 一 偏心压缩的概念 一 偏心压缩的概念 偏心压缩 压力的作用线与杆的轴线平行 但不重合的受力情况 偏心载荷 引起偏心压缩的载荷 偏心距 e 偏心载荷偏离轴线的距离 9 3偏心压缩与截面核心 二 应力分析 1 力系简化 二 应力分析 1 力的平移 确定形心主惯性轴y轴和z轴 将F向截面形心O平移 产生沿x轴的轴向压缩 产生xz平面内的平面 纯 弯曲 产生xy平面内的平面 纯 弯曲 9 3偏心压缩与截面核心 二 应力分析 2 应力分析 2 应力分析 F 单独作用 My单独作用 Mz单独作用 F My Mz共同作用 利用 为不通过截面形心O的平面方程 9 3偏心压缩与截面核心 三 中性轴位置 三 中性轴位置 令 得到中性轴方程 其位置不仅与横截面几何形状和尺寸有关 结论1 中性轴为不通过形心的直线 结论2 中性轴与偏心载荷的作用点分别位于截面形心 还与载荷的作用位置有关 但与载荷的大小无关 的两侧 9 3偏心压缩与截面核心 四 危险点位置 四 危险点位置 危险点位于离中性轴距离最远处 对于有棱角的截面 危险点在棱角处 9 3偏心压缩与截面核心 五 截面核心 五 截面核心 1 定义 截面核心 在轴向压力作用下 使杆的横截面上只产生压应力的载荷作用区域 截面核心在截面形心附近 9 3偏心压缩与截面核心 五 截面核心 五 截面核心 2 确定方法 自学 例2 1 受力分析 例2铸铁制作的螺旋夹具如图所示 已知F 300N 材料的 解 1 受力分析 的 t 30MPa c 60MPa 试校核AB段的强度 1 1截面形心C的位置 由截面法 9 3偏心压缩与截面核心 例2 1 受力分析 1 受力分析 由截面法 偏心距 例2铸铁制作的螺旋夹具如图所示 已知F 300N 材料的 的 t 30MPa c 60MPa 试校核AB段的强度 解 1 1截面形心C的位置 9 3偏心压缩与截面核心 例2 2 有关几何量计算 2 有关几何量计算 例2铸铁制作的螺旋夹具如图所示 已知F 300N 材料的 的 t 30MPa c 60MPa 试校核AB段的强度 1 受力分析 解 9 3偏心压缩与截面核心 例2 3 强度校核 2 有关几何量计算 3 强度校核 夹具不安全 例2铸铁制作的螺旋夹具如图所示 已知F 300N 材料的 的 t 30MPa c 60MPa 试校核AB段的强度 1 受力分析 解 9 3偏心压缩与截面核心 第九章组合变形时的强度计算 9 4扭转与弯曲的组合 目录 9 4扭转与弯曲的组合 9 4扭转与弯曲的组合 1 力系简化 2 确定危险截面 求水平曲拐AB段危险点的应力 1 力的平移 将F向截面B的形心平移 平面弯曲 扭转 2 确定危险截面 画内力图 截面A为危险截面 9 4扭转与弯曲的组合 3 确定危险点 1 力的平移 平面弯曲 扭转 2 确定危险截面 画内力图 截面A为危险截面 3 确定危险点 截面A的上缘1点和下缘2点 将F向截面B的形心平移 求水平曲拐AB段危险点的应力 9 4扭转与弯曲的组合 4 应力分析 5 强度条件 4 应力分析 5 强度条件 式中M 危险截面的弯矩 T 危险截面的扭矩 9 4扭转与弯曲的组合 例3 例3某齿轮传动轴上装有两个直圆柱齿轮 C轮的输入功率 PC 15kW 不考虑功率损耗 轴的转速n 850r min 直径d 50mm 材料的 50MPa 两轮节圆直径分别为 D1 300mm D2 120mm 压力角 20 试校核轴的强度 9 4扭转与弯曲的组合 例3 1 外扭矩的计算 例3已知 PC 15kW n 850r min d 50mm 50MPa 解 1 外扭矩的计算 D1 300mm D2 120mm 20 试校核轴的强度 9 4扭转与弯曲的组合 例3 2 啮合力的计算 2 啮合力的计算 例3已知 PC 15kW n 850r min d 50mm 50MPa 解 1 外扭矩的计算 D1 300mm D2 120mm 20 试校核轴的强度 9 4扭转与弯曲的组合 例3 3 轴的计算简图 3 轴的计算简图 将力分解并向轴线平移 xy平面内的平面弯曲 xz平面内的弯曲弯曲 绕x轴的扭转 2 啮合力的计算 例3已知 PC 15kW n 850r min d 50mm 50MPa 解 1 外扭矩的计算 D1 300mm D2 120mm 20 试校核轴的强度 9 4扭转与弯曲的组合 例3 4 确定危险截面 4 确定危险截面 C截面的合弯矩 D截面的合弯矩 D截面为危险截面 3 轴的计算简图 2 啮合力的计算 例3已知 PC 15kW n 850r min d 50mm 50MPa 解 1 外扭矩的计算 D1 300mm D2 120mm 20 试校核轴的强度 9 4扭转与弯曲的组合 例3 5 强度校核