拉伸强度计算(课堂PPT).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,轴向拉伸与压缩时杆件的强度计算,一、极限应力 许用应力 安全因素,使材料丧失能力的应力称为极限应力，用 表示。,构件在工作时所允许的最大应力称为许用应力，用,表示。,安全因素。,（6-1）,对于塑性材料，或 是极限应力，因此许用应力为,极限应力除以大于,1的系数 得出许用应力，称为,1,对于脆性材料，是极限应力，因此许用应力为,式中，为对应于塑性材料的安全因素，一般取 ；,为对应于脆性材料的安全因素，一般取 。,确定安全因素的数值时，一般考虑以下几个方面的因素：,1）载荷分析和计算的精确程度。,2）材料的不均匀性的估计的准确程度。,3）计算模型简化的近似程度。,4)构件的加工工艺和工作条件的影响，以及构件的重要性。,2,二、拉（压）杆的强度条件,为了保证拉（压）杆的安全正常地工作，必须使杆内的,最大工作应力不许用应力，即,式中，为横截面上的轴力，以其绝对值代入式中；,A,为横,截面的面积。,拉（压）杆的,强度条件,。利用强度条件，,可以解决以下三类问题。,1、校核强度,2、设计截面尺寸,3,3、确定许可载荷,根据力的平衡条件即可求出结构所能承受的最大载荷，,称为,许可载荷。,4,D,A,B,C,C,a,),例图1,例,1,悬臂吊车如图,4-10a所示，最大的吊重（包括电动葫芦,自重）,W,=70kN。已知a=1140mm，b=360mm，c=150mm。斜拉杆,为一外径,D,=60mm、内径,d,=40mm的无缝钢管，和水平线的,核斜拉杆 的强度（当载荷位于梁右端,B,处时）。,夹角 ，材料为,Q235低碳钢，取安全因素 =2.0。试校,解,（1）求 杆所承受的最,大外力,取横梁,AB,为研究对象，其受,力如图4-10c所示，由平面任意力系,的平衡方程,5,(2)求 杆的轴力,二力平衡的斜拉杆 ，其轴力 等于杆端受力，即,(3)校核强度,有,代入数据，得,斜拉杆 的受力如图,4-10b,D,C,F,D,F,C,b,),A,B,C,C,F,AY,F,AX,F,C,C,a,b,W,c,),所示。根据作用与反作用定律，,图4-10,6,由式,（4-2），得,MP,a,MP,a,所以斜拉杆 的强度足够,斜拉杆 的横截面积为,MP,a,=117.5MP,a,取,MP,a,，则拉杆的许用应力为,根据式 和上节表,4-2,材料力学性能的有关数据，,7,例2,如图所示，简易吊车由等长的两杆,AC,及,BC,组,成，在节点,C,受到载荷 G=350kN的作用，已知杆,AC,由两根槽,A,B,C,G,a,),C,G,F,AC,F,BC,b,),解,（1）求,AC,杆和,BC,杆,所承受的外力,取节点,C,为研究对象，其,受力如图4-11b所示，,由平面,汇交力系的平衡方程,MP,a,，杆,BC,由一根工字钢构成，,钢构成，,MP,a,，,试选择两杆的截面面积。,8,代入数据，得,（2）确定,AC,杆和,BC,杆所承受的轴力,AC,杆和,BC,杆均为二力杆，其轴力大小等于杆端的外力，,即,AC,杆,BC,杆,（,3）确定截面面积大小,AC,杆截面面积,A,1,9,由于,AC,杆由两根槽钢构成，每一根的截面面积为,BC,杆截面面积,A,2,(4)确定型钢号数,查附录的型钢表，10号槽钢的截面面积为1274.8mm,2,因为 1274.8mm,2,1093.75mm,2,所以,AC,杆用两根,10,号槽钢。,而,20a号工字钢的截面面积为3550mm,2,因为,1274.8mm,2,3550mm,2,所以,BC,杆用一根,20a,号工字钢。,10,例,3,如图所示的三角形构架，钢杆1和铜杆2在,A,、,B,、,C,处铰接。已知钢杆1的横截面面积为,A,1,=150mm,2,，许用,应,MP,a,。该结构在节点处受铅垂方向的载荷,G,作用，试求,G,的最大允许值。,G,F,N2,F,N1,x,y,A,b),G,1,2,A,B,C,a),图,解,(1)求各杆的轴力与,G,力的关系,取节点,A,为研究对象，作,出其受力图，如图4-12b所,示。由平衡方程,MP,a,；铜杆,2,的横截面面积为,A,2,=300mm,2,。许用应力,力,11,(2),联立式(1)、(2)解得,(2)求满足,AB,杆强度条件的最大允许值,G,由,得,(3),即,(3)求满足,AC,杆强度条件的最大允许值,G,由,得,(1),12,G,=40.273kN,取式,(3),、式,(4),中的较小值，即,为了保证整个结构的安全，,A,点重物G的最大允许值应选,(4),即,13,