轴向拉（压）杆的强度课件讲解

轴向拉（压）杆的强度王新华1.能理解极限应力、安全系数和许用应力的概念；2.能理解轴向拉（压）杆的正应力强度条件；3.能计算轴向拉（压）杆的强度问题。学习目标一、极限应力

根据对材料力学性质的研究可知，当塑性材料达到屈服极限时，会发生较大的塑性变形；脆性材料达到强度极限时，会引起断裂。构件在工作时，这两种情况都是不允许的。我们把构件发生显著变形或断裂时的最大应力，称为极限应力，用表示。塑性材料以屈服极限为极限应力，即：脆性材料以强度极限为极限应力，即：为了保证构件安全、正常工作，仅把工作应力限制在极限应力以内是不够的。因实际构件的工作条件受许多外界因素及材料本身性质的影响，故必须把工作应力限制在更小的范围，以保证有必要的强度储备。二、许用应力我们把保证构件安全、正常工作所允许承受的最大应力，称为许用应力，用表示。即：式中：——材料的许应用力；——材料的极限应力；K——安全系数，K>1。三、安全系数

确定安全系数K时，主要应考虑的因素有：材料质量的均匀性，荷载估计的准确性，计算方法的正确性，构件在结构中的重要性及工作条件等。安全系数的选取涉及许多方面的问题。目前，国内有关部门编制了一些规范和手册，如《公路桥涵设计通用规范》（JTGD60—2004）和《公路桥涵设计手册》，可供选取安全系数时参考。一般构件在常温、静载条件下：塑性材料：脆性材料：许用应力是强度计算中的重要指标，其值取决于极限应力及安全系数K。

安全系数的选取和许用应力的确定，关系到构件的安全与经济两个方面。这两个方面往往是相互矛盾的，应该正确处理好它们之间的关系，片面的强调任何一方面都是不妥当的。如果片面的强调安全，采用的安全系数过大，不仅浪费材料，而且会使设计的构件变得笨重；相反，如果不适当的强调经济，采用的安全系数过小，则不能保证构件安全，甚至会造成事故。为了保证构件安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力不超过材料的许用应力。四、轴向拉（压）杆的正应力强度条件拉（压）杆件的强度条件为：式中：——最大工作应力；——构件横截面上的最大轴力；A——构件的横截面面积；——材料的许用应力。根据强度条件，可解决工程实际中有关构件强度的三类问题。1.强度校核。已知构件的材料、横截面尺寸和所受荷载，校核构件是否安全，即：五、强度条件的应用2.设计截面尺寸。已知构件承受的荷载及所用材料，确定构件横截面尺寸，即：由上式可算出横截面面积，再根据截面形状确定其尺寸。3.确定许可荷载。已知构件的材料和尺寸，可按强度条件确定构件能承受的最大荷载，即：由再根据静力平衡条件，可确定构件所能承受的最大荷载。六、举例说明强度条件的运用例1：图示桁架，杆1与杆2的横截面均为圆形，直径分别为d1=30mm与d2=20mm，两杆材料相同，许用应力[σ]=160MPa。该桁架在节点A处承受铅直方向的载荷F=80kN作用，试校核桁架的强度。解：(1)对节点A受力分析，如图所示，求出AB和AC两杆所受的力；解：(2)列平衡方程解得：

(3)分别对两杆进行强度计算；所以桁架的强度足够。例2：图示桁架，杆1为圆截面钢杆，杆2为方截面木杆，在节点A处承受铅直方向的载荷F作用，试确定钢杆的直径d与木杆截面的边宽b。已知载荷F=50kN，钢的许用应力[σS]=160MPa，木的许用应力[σW]=10MPa。解：(1)对节点A受力分析