微课件－材料力学的基本概念课件讲解

微课件－材料力学的基本概念轮机工程学院陈培红主讲相关知识－－衡量构件承载能力的标准2材料力学的基本概念N01衡量构件承载能力

的标准强度稳定性刚度相关知识一、衡量构件承载能力的标准3材料力学的基本概念N011.强度要求

定义：指构件抵抗破坏(断裂或产生明显的塑性变形）的能力。实例：起重钢索被重物拉断，缸盖螺栓，齿轮轮齿折断，桥梁的断裂，轴的断裂。强度指抵抗破坏和变形的能力。（）空气压缩机的活塞杆工作中，在载荷反复作用下折断，属于强度问题。（）练一练相关知识一、衡量构件承载能力的标准5材料力学的基本概念N012.刚度要求

定义：指构件抵抗变形的能力。实指弹性变形。实例：机床主轴变形过大→刚度不足导致加工零件精度达不到。齿轮轴弯曲变形过大，轴上的齿轮啮合不良，轴承磨损不均匀而加剧。相关知识一、衡量构件承载能力的标准6材料力学的基本概念N013.稳定性要求定义：是指构件保持其原有平衡状态,抵抗失稳的能力。压杆保持其原有直线平衡状态的能力，即为压杆的稳定性。实例：常见于受压细长杆。活塞杆、柴油机顶杆、千斤顶螺杆、起货机吊杆、桁架结构的压杆。活塞杆相关知识一、衡量构件承载能力的标准7材料力学的基本概念N01防止失稳的措施将压杆的材料布置得离轴线远一点实心杆→圆环形－－－材料径向向四周跑中间截面放大，两端截面缩小腰鼓形－－－－材料轴向往中间跑相关知识一、衡量构件承载能力的标准8材料力学的基本概念N01讨论1、构件的强度、刚度和稳定性与材料、截面形状和大小等均有关系，一般说来，材料越好，截面尺寸越大，其强度、刚度、稳定性越好。但会导致经济性等下降→强度、刚度和稳定性不是越高越好。2、构件需要足够的强度、刚度和稳定性，材料力学的任务是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料。轴空心圆形，梁要3/2矩形。相关知识二、杆件的四种基本变形形式9材料力学的基本概念N01杆直杆等直杆变截面杆曲杆定义：杆件的几何特征是长度远大于横截面尺寸。轴线：横截面形心连线为轴线。横截面与杆件轴线关系：正交变截面：形状尺寸不全相等。１.杆杆件变形的四种基本形式轴向拉压弯曲扭转剪切２.四种基本形式相关知识二、杆件的四种基本变形形式①轴向拉伸和压缩受力特征：受一对作用线与杆轴线重合的外力的作用变形特征：沿杆的长度伸长或缩短

轴向压缩pppp相关知识二、杆件的四种基本变形形式

轴向拉伸实例：活塞杆(受压)，连杆(拉压),缸盖螺栓(受拉)。②剪切

受力特征：受一对大小相等，指向相反，作用线相距佷近的横向外力的作用。变形特征：横截面沿外力作用方向发生错动。相关知识二、杆件的四种基本变形形式pp剪切面实例：铆钉联接两受力不同的钢板时，铆钉受剪切。活塞销,连杆大端螺栓。③扭转

mm受力特征：一对大小相等转向相反，作用面垂直于杆轴线的外力偶的作用。变形特征：相邻横截面将绕轴线发生相对转动，而轴线仍维持直线。相关知识二、杆件的四种基本变形形式实例：艉轴、中间轴，万向轴，喷油泵传动轴、电动机的主轴（空心轴）④弯曲受力特征：由垂直于杆件轴线的外力（通常称为横向力）或一对大小相等、方向相反的力偶作用于杆的纵向对称平面内变形特征：轴线由直线的变成曲线相关知识二、杆件的四种基本变形形式实例：各种梁。中性层纵向对称面中性轴bdacabcdMM相关知识－－衡量构件承载能力的标准15材料力学的基本概念N01衡量构件承载能力

的标准强度稳定性刚度相关知识一、衡量构件承载能力的标准16材料力学的基本概念N011.强度要求

定义：指构件抵抗破坏(断裂或产生明显的塑性变形）的能力。实例：起重钢索被重物拉断，缸盖螺栓，齿轮轮齿折断，桥梁的断裂，轴的断裂。强度指抵抗破坏和变形的能力。（）空气压缩机的活塞杆工作中，在载荷反复作用下折断，属于强度问题。（）练一练相关知识一、衡量构件承载能力的标准18材料力学的基本概念N012.刚度要求

定义：指构件抵抗变形的能力。实指弹性变形。实例：机床主轴变形过大→刚度不足导致加工零件精度达不到。齿轮轴弯曲变形过大，轴上的齿轮啮合不良，轴承磨损不均匀而加剧。相关知识一、衡量构件承载能力的标准19材料力学的基本概念N013.稳定性要求定义：是指构件保持其原有平衡状态,抵抗失稳的能力。压杆保持其原有直线平衡状态的能力，即为压杆的稳定性。实例：常见于受压细长杆。活塞杆、柴油机顶杆、千斤顶螺杆、起货机吊杆、桁架结构的压杆。活塞杆相关知识一、衡量构件承载能力的标准20材料力学的基本概念N01防止失稳的措施将压杆的材料布置得离轴线远一点实心杆→圆环形－－－材料径向向四周跑中间截面放大，两端截面缩小腰鼓形－－－－材料轴向往中间跑相关知识一、衡量构件承载能力的标准21材料力学的基本概念N01讨论1、构件的强度、刚度和稳定性与材料、截面形状和大小等均有关系，一般说来，材料越好，截面尺寸越大，其强度、刚度、稳定性越好。但会导致经济性等下降→强度、刚度和稳定性不是越高越好。2、构件需要足够的强度、刚度和稳定性，材料力学的任务是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，以最经济的代价，为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料。轴空心圆形，梁要3/2矩形。相关知识二、杆件的四种基本变形形式22材料力学的基本概念N01杆直杆等直杆变截面杆曲杆定义：杆件的几何特征是长度远大于横截面尺寸。轴线：横截面形心连线为轴线。横截面与杆件轴线关系：正交变截面：形状尺寸不全相等。１.杆杆件变形的四种基本形式轴向拉压弯曲扭转剪切２.四种基本形式相关知识二、杆件的四种基本变形形式①轴向拉伸和压缩受力特征：受一对作用线与杆轴线重合的外力的作用变形特征：沿杆的长度伸长或缩短

轴向压缩pppp相关知识二、杆件的四种基本变形形式

轴向拉伸实例：活塞杆(受压)，连杆(拉压),缸盖螺栓(受拉)。②剪切

受力特征：受一对大小相等，指向相反，作用线相距佷近的横向外力的作用。变形特征：横截面沿外力作用方向发生错动。相关知识二、杆件的四种基本变形形式pp剪切面实例：铆钉联接两受力不同的钢板时，铆钉受剪切。活塞销,连杆大端螺栓。③扭转

mm受力特征：一对大小相等转向相反，作用面垂直于杆轴线的外力偶的作用。变形特征：相邻横截面将绕轴线发生相对转动，而轴线仍维持直线。相关知识二、杆件的四种基本变形形式实例：艉轴、中间