汽车机械基础课件（35讲）：第8讲 连杆的变形分析

1、汽车机械基础技术应用课题:连杆的变形分析 1. 掌握构件变形基本形式； 2. 分析连杆机构的受力及构件变形特点； 3. 掌握内力、应力 等概念及计算。 教学目标:例子工程实例:受拉(压)结构及其失效分析曲柄连杆机构连杆P构件承载能力的要求 构件应具备足够的强度，以保证在规定的使用条件下不致发生破坏。 构件应具备足够的刚度，以保证在规定的使用条件下不产生过量的变形。 构件应具备足够的稳定性，以保证在规定的使用条件下不产生失稳现象。承载能力分析的任务 承载能力分析的主要任务是：研究构件在外力作用下的受力、变形和破坏规律，为合理设计构件提供有关强度、刚度和稳定性分析的基本理论和方法。（既安全又经济）

2、一、杆件变形的基本形式1. 变形构件在载荷作用下，其形状和尺寸发生变化的现象；变形固体的变形通常可分为两种：弹性变形载荷解除后变形随之消失的变形塑性变形载荷解除后变形不能消失的变形材料力学研究的主要是弹性变形，并且只限于弹性小变形，即变形量远远小于其自身尺寸的变形1、承载能力分析研究的对象的几何特点杆件横向尺寸远小于纵向尺寸的构件轴线横截面截面形心一、杆件变形的基本形式在研究问题时，往往将杆件的外形因素忽略，对其抽象、简化为计算简图: 用简单的线条、符号表示工程构件和机构等。 2、杆件变形的基本形式 轴向拉伸与压缩 剪切与挤压 扭转 弯曲 两种或两种以上的基本变形组合而成的，称为组合变形。 外

3、力:构件所受其他物体对它的 作用力.包括主动力和约束反力。 外力作用引起的杆件内部相互作用力的改变量。 内力：注意:内力随外力的大小而变化,与构件承载能力密切相关.内力与应力应力应力的概念： 内力在截面上的集度称为应力 单位:帕斯卡，简称帕，记作Pa， 1Pa 1Nm2 。 1kPa103Pa， 常用:兆帕 1MPa106Pa 千兆 1GPa109Pa 工程构件，大多数情形下，内力并非均匀分布，集度的定义不仅准确而且重要，因为“破坏”或“失效”往往从内力集度最大处开始。PAM平均应力：全应力（总应力）： 应力的表示：全应力分解为：pM垂直于截面的应力称为“正应力”位于截面内的应力称为“剪应力”

4、例子工程实例:受拉(压)结构及其失效分析曲柄连杆机构连杆P二、轴向拉伸与压缩的概念及特点FFFF受力特点： 外力(或外力的合力)沿杆件的轴线作用，且作用线与轴线重合。 变形特点：杆沿轴线方向伸长(或缩短)，沿横向缩短(或伸长)。 发生轴向拉伸与压缩的杆件一般简称为拉(压)杆。 定义:拉压1.截面法 轴力 内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是截面法。1. 截面法的基本步骤： 截开：假想地用截面将杆件一分为二。 代替：任取一部分，其弃去部分对留下部分的作用，用作用 在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。 平衡：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来 计算杆

5、在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力 对所留部分而言是外力）。拉压2. 轴力轴向拉压杆的内力，用N 表示。例如： 截面法求N 。 APP简图APPPAN截开：代替：平衡： 轴力图轴力图的画法： 用平行于杆件轴线的坐标表示杆件截面位置，用垂直于杆件轴线的另一坐标表示轴力数值大小，正轴力画在坐标轴正向，反之画在负向。NP+作法x简图APP拉压第三章2、拉压杆横截面上的应力FPFP拉伸实验变形前变形后abcdFPFPabcd拉压拉(压)杆横截面上的应力 根据杆件变形的平面假设和材料均匀连续性假设可推断：轴力在横截面上的分布是均匀的，且方向垂直于横截面。所以，横截面的正应力计算公式为： =MPaFN 表示横截面轴力（N）A 表示横截面面积（mm2） FFmmnnFFN拉压一中段开槽的直杆如图，受轴向力F作用；已知：F=20kN，h=25mm，h0=10mm，b=20mm；试求杆内的最大正应力解：1、求轴力FN;FN=-F=-20kN=-20 x103N2、求横截面面积：A1=bh=20 x25=500mm2A2=b(h-h0)=20 x(25-10)=300mm23、求应力1-1，2-2截面轴力相同，最大应力在面积小的2-2截面上=