刘鸿文版材料力学课件全套2.ppt

1、解：(1)计算外耦合力矩、例3.1、3.2外耦合力矩、传动轴、已知转速n=300r转/分、驱动轮输入功率PA=45kW、三个从动轮输出功率Pb=10 kW、PC=15 kW、PD=20 kW的计算力矩和力矩图(3)力矩图，3.2外耦合力矩的计算力矩和力矩图，3.2外耦合力矩的计算力矩和力矩图。主动轮和从动轮在传动轴上的安装位置不同，轴承受的最大扭矩也不同。3.2计算扭矩和外耦合力矩的扭矩图，3.3纯剪切，1。薄壁圆筒在扭转时的剪应力，用纵向平行线和圆周线分割薄壁圆筒的表面；两端施加一对大小相等、方向相反的偶矩。圆周线的大小和形状不变，圆周线之间的距离不变；纵向平行线保持直线并相互平行，只是倾斜

2、一个角度。结果表明，截面上不存在正应力、3.3纯剪切，用截面法切断圆柱体，平行于截面的剪应力分布在截面上。由于壁非常薄，可以假设剪应力沿壁厚均匀分布。从平衡方程中，我们得到剪应力等价定理，3.3纯剪切，在两个垂直平面中，剪应力必须成对存在且具有相等的值；它们都垂直于两个平面的交点，并且它们的方向一起指向或偏离这个交点。纯剪切，即每个截面上只有剪应力而没有正应力的情况称为纯剪切，等剪应力定理：3.3纯剪切，3 .剪切应变胡克定律，在剪应力的作用下，单位的直角会略有变化，这种变化称为剪切应变。当剪应力不超过材料的剪切比极限时，剪切应变与剪应力成正比，这就是所谓的剪切虎克定律。g剪切弹性模量(GN/

3、m2)，各向同性材料，三个弹性常数之间的关系：3.4圆轴扭转时的应力，1。变形几何关系、变形观察：圆周线的长度和形状不变，圆周线之间的距离不变，仅绕轴线转动一个微小的角度；纵向平行线保持直线并相互平行，只是倾斜一个微小的角度。圆轴扭转的平面假设：圆轴的横截面在扭转变形前原本是平面，但变形后仍保持平面，其形状和尺寸保持不变，半径保持平直；并且两个相邻部分之间的距离是恒定的。3.4 DX微区两段的应力、扭转角(RAD)、相对扭转角、边缘点A的位错距离和边缘点A的剪切应变均发生在垂直于半径的平面内。3.4受扭圆轴的应力、圆周上E点与圆心的错位距离以及圆心处的剪切应变也发生在垂直于半径的平面上。扭转角

4、沿x轴的变化率。3.4扭转时圆形轴的应力2。物理关系根据胡克剪切定律，圆心处的剪应力垂直于半径，横截面上任意点处的剪应力与该点到圆心的距离成正比。该公式适用于：1)圆棒2)圆截面的边缘有最大的剪应力，截面上某一点的剪应力方向与扭矩方向相同，并垂直于半径。剪应力的大小与其离圆心的距离成正比。实心轴、3.4扭转时圆轴的应力、和的计算、空心轴、环、3.4扭转时圆轴的应力、实心轴与空心轴的比较、3.4扭转时圆轴的应力、扭转强度条件：1。等截面圆轴：2。(1)检查强度，(2)设计截面，(3)确定载荷，(4)圆轴扭转时的应力，(5)3.4，例3.2汽车传动轴由无缝钢管制成，外径D=89mm毫米，壁厚=2.

5、5毫米，由20号钢制成，最大扭矩T=1930Nm纳米，=70兆帕。检查此轴解决方案：(1)计算扭转s解决方法：当实心轴和空心轴的最大应力相同时，两个轴的允许扭矩分别为。如果两个轴的强度相等，那么T1=T2，所以当圆形轴扭转时，有、3.4个应力。当两根轴的长度和材料相等时，两根轴的重量比等于横截面积比。可以看出，在相同载荷下，空心轴的重量仅为实心轴的31%。实心轴和空心轴的截面积分别为、已知p 7.5千瓦，n=100r转/分，最大剪应力不超过40兆帕，空心圆轴的内径和外径之比为0.5。两轴长度相同。求出：实心轴的直径d1和空心轴的外径D2；确定两个轴的重量比。解决方法：首先，从轴传递的功率计算作

6、用在轴上的扭矩，实心轴的应力，例3.4、3.4，空心轴，d20.5D2=23 mm、3.4，并确定实心轴与空心轴的重量比。当长度相同时，两个轴的重量比为横截面积D246毫米，D223毫米，P1=14千瓦，P2=P3=P1/2=7千瓦，N1=N2=120转/分钟。解决方法是：1 .计算每个轴的功率和速度，2。计算每个轴的扭矩。例3.5、3.4圆轴在扭转时的应力，求3360。检查每个轴的强度。已知：输入功率P114kW，P2=P3=P1/2，n1=n2=120r/min，z1=36，z3=12d1=70mm毫米，D2=50毫米，d3=35mm毫米。=30兆帕.t1=m1=1114 nm，T2=m2

7、=557 nm，T3=m3=185.7 nm，3。计算每个轴横截面上的最大剪应力；检查各轴的强度、3.4圆轴在扭转时的应力要符合强度要求。相对扭转角，扭转刚度，3.5扭转时圆轴的变形，单位长度的扭转角，扭转刚度条件，3.5扭转时圆轴的变形，允许单位扭转角，弧度/米，/米，扭转强度条件，扭转刚度条件，已知T，d和，检查强度，已知T和，设计截面，已知d和设计截面，d和/是已知的，确定允许载荷，3.5扭转时圆轴的变形，例3.6，3.5扭转时圆轴的变形，扭矩T=200Nm纳米， 轴直径d=40mm毫米，材料=40兆帕，剪切弹性模量G=80兆帕，单位长度允许旋转角度/=试着检查轴的强度和刚度。 传动轴转

8、速为n=500r转/分，驱动轮A输入功率为P1=400千瓦，从动轮C和B输出功率分别为P2=160千瓦和P3=240千瓦。给定=70MPa，=1/m，G=80GPa。(1)尝试确定交流截面的直径d1和交流截面的直径D2；(2)如果空调和空调选择相同的直径，尽量确定直径d；(3)驱动轮和从动轮应如何合理布置？解决方案：1 .外耦合力矩，示例3.7、3.5扭转时圆轴的变形、2。扭矩图，根据刚度条件，3。直径d1的选择，3.5圆轴在扭转时的变形，4。根据强度条件选择直径d2。变形后，横截面变成不平坦的曲面，这就是所谓的翘曲。3.7非圆截面杆扭转的概念。当钢筋扭曲时，横截面上边缘各点的剪应力与横截面边

9、界相切。开/闭薄壁杆件的扭转比较、3.7非圆截面杆件扭转的概念、概述、1、受扭物体的受力和变形特性、2、扭矩计算、扭矩图的绘制、3、扭转时圆轴截面的应力计算和强度计算、4、扭转时圆轴的变形和刚度计算、第4章弯曲内力、目录、 4-1弯曲的概念和实例4-2弯曲杆的简化4-3剪力和弯矩4-4剪力方程和弯矩方程4-5荷载集中、剪力和弯矩之间的关系4-6平面弯曲杆的弯曲内力，目录，4-1弯曲的概念和实例，吊车梁，目录，车削工件，目录，4-。 目录，4-1弯曲的概念和示例，弯曲特性，主要发生弯曲变形的构件通常称为梁，目录，4-1弯曲的概念和示例，平面弯曲，弯曲变形后的轴是平面曲线，平面曲线仍然与外力共面。

10、内容，4-1弯曲概念和示例，对称弯曲，普通弯曲构件的截面，内容，4-1弯曲概念和示例，梁载荷和支撑，集中载荷，分布载荷，集中力偶，固定铰链支撑，活动铰链支撑，固定端，4-2弯曲构件的简化，4-2弯曲杆的简化，4-2弯曲杆的简化，吊车梁，均布荷载简称，目录，4-2弯曲杆的简化，不均匀分布荷载，目录，4-2弯曲杆的简化，简支梁，悬臂梁，悬臂梁，静定梁的基本形式，目录，4-2受弯构件的简化，剪力，平行于截面的内力的合力，弯矩，垂直于截面的内力的合力， 4-3剪力和弯矩，目录，当截面上的剪力顺时针转动到选定梁截面上的任意力矩时，剪力为正； 否则，它就是消极的。_，截面上的弯矩使梁凹为正；否则，它就是消

11、极的。4-3剪力和弯矩，左上和右下均为正值；相反，它是消极的，左右都是积极的；相反，它是消极的。1.确定反作用力。2.用截面法研究内力。4-1，4-3剪力和弯矩。分析正确的截面得到：4-3剪力和弯矩。截面上的剪力等于截面两侧外力的代数和。4-3剪力和弯矩，截面上的弯矩等于截面两侧外力与截面质心力矩的代数和。4-3剪力和弯矩悬臂梁承受均匀分布的荷载。试着写出剪力和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图。解决方法：选择任意一个截面X，写出剪力和弯矩方程，根据方程画出剪力图和弯矩图，可以从剪力图和弯矩图看出。最大剪力和弯矩分别为、目录，例4-2、4-4，剪力图和弯矩图，简支梁的C点受集中力作用。试着写出剪力和

12、弯矩方程，画出剪力图和弯矩图。解法：1确定约束力，法向力/法向力/法向力，2写出剪力和弯矩方程，3。根据方程画出剪力图和弯矩图。目录、例4-3、例4-4简支梁的剪力图和弯矩图受集中力偶作用。试着写出剪力和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图。解法：1确定结合力，FAyM/l FBy -M/l，2写出剪力和弯矩方程、交流、CB，3。根据方程画出剪力图和弯矩图。例4-4，4-4简支梁受均布荷载作用时的剪力图和弯矩图。试着写出剪力和弯矩方程，画出剪力图和弯矩图。解决方案：1确定约束力，FAy FBy ql/2，2写剪切力和弯矩方程，3。根据方程画出剪力图和弯矩图。目录，示例4-5，4-4剪力图和弯矩图，已知

13、平面刚架上均匀分布的荷载集中和长度。试：画出刚架的内力图。示例4-6，解决方案：1。确定约束力；2.写出每个截面的内力方程。竖条AB: A指向y，B，平面刚架内力，目录，横条CB: C指向左边x，平面刚架内力，目录，竖条AB:根据各截面，4-5荷载集中、剪力和弯矩的关系：目录，荷载集中、剪力和弯矩的关系：q0，Fs=常数，剪力图为水平直线；M(x)是x的线性函数，弯矩图是一条斜直线。2.q常数，Fs(x)是x的线性函数，剪切图是一条倾斜的直线；M(x)是x的二次函数，弯矩图是抛物线。分布载荷向上(q 0)，抛物线呈凹形；分布式负载为u从左到右，当顺时针(逆时针)集中力偶作用时，弯矩图突然向上(

14、向下)变化，突然变化的幅度就是集中力偶的大小。剪切力图在这一点上没有变化。4-5荷载集中、剪力和弯矩的关系，目录，绘制剪力图和弯矩图的微分关系法：根据荷载和约束力的作用位置确定控制平面。截面法用于确定控制面上的剪力和弯矩。建立FS-x和m-x坐标系，并在相应坐标系中的控制面上标记剪力和弯矩值。利用平衡微分方程确定各截面控制面之间的剪力图和弯矩图的形状，然后绘制剪力图和弯矩图。4-5荷载集中、剪力和弯矩之间的关系，目录，例4-6简支梁的应力大小和方向如图所示。试画剪力图和弯矩图。解：1确定约束力，得到甲、乙处的约束力费伊0.89千牛顿和FBY 1.11千牛顿。根据力矩平衡方程，2确定控制面。集中力和集中力偶两侧的截面和轴承反力内侧的截面都是控制面。即a、c、d、e、f和B节.4-5荷载集中、剪力和弯矩之间的关系，目录，3建立坐标系，建立FS x和Mx坐标系，5根据微分关系连接画线，4用截面法确定控制面上的剪力和弯矩值，并在FSx和Mx坐标系中标记。0.89 kN=，1.11 kN，4-5荷载集中、剪力和弯矩之间的关系，目录，解决方案2: 1确定约束力，FAy0.89 kN FFy1.11 kN，2确定控制面为a、c、d和b两侧的横截面，3从左侧测量截面绘制剪力图，目录，4-5荷载集中、剪力和弯矩之间的关系， 4从截面a的左侧测量，从左到右，从c左到c右，从d左到d右，从a右到c