温度应力装配应力幻灯片.ppt

温度应力装配应力第1页，共16页，编辑于2022年，星期日已知：已知：材料的线胀系数材料的线胀系数温度变化（升高）温度变化（升高）2、杆件的温度变形（伸长）、杆件的温度变形（伸长）3、杆端作用产生的缩短、杆端作用产生的缩短4、变形条件、变形条件5、求解未知力、求解未知力即即温度应力为温度应力为目目 录录1、平衡方程、平衡方程(压)第2页，共16页，编辑于2022年，星期日温度应力为：对于碳钢：所以当 较大时,温度应力的数值便非常可观。第3页，共16页，编辑于2022年，星期日二、装配应力二、装配应力 装配应力在超静定结构中，由于制造、装配不准确，在结构装配好后不受外力作用即已存在的应力。例例 两端用刚性块连接在一起的两根相两端用刚性块连接在一起的两根相同的钢杆同的钢杆1 1、2 2（图（图a a），其长度），其长度l l =200 mm=200 mm，直径，直径d=10 mmd=10 mm。求将长度。求将长度为为200.11 mm200.11 mm，亦即，亦即 e e=0.11 mm=0.11 mm的铜杆的铜杆3 3（图（图b b）装配在与杆）装配在与杆1 1和杆和杆2 2对称的位置对称的位置后（图后（图c c）各杆横截面上的应力。已知：）各杆横截面上的应力。已知：铜杆铜杆3 3的横截面为的横截面为20 mm30 mm20 mm30 mm的矩形，的矩形，钢的弹性模量钢的弹性模量E=210 GPaE=210 GPa，铜的弹性，铜的弹性模量模量E E3 3=100 GPa=100 GPa。第4页，共16页，编辑于2022年，星期日(d)解：变形协调方程（图变形协调方程（图c）为）为利用物理关系得补充方程：利用物理关系得补充方程：将补充方程与平衡方程联立求解得：将补充方程与平衡方程联立求解得：各杆横截面上的装配应力如下：各杆横截面上的装配应力如下：第5页，共16页，编辑于2022年，星期日应力集中：由于杆件外形突然变化而引起局部应力急剧增大的现象。理论应力集中因数：2.12 2.12 应力集中的概念应力集中的概念截面尺寸改变越急剧，角越尖，孔越小，应力集中的程度越严重。在构件上开孔、开槽时采用圆形、椭圆或带圆角的，避免或禁开方形及带尖角的孔槽，在截面改变处尽量采用光滑连接等。第6页，共16页，编辑于2022年，星期日（a）静载荷作用下：塑性材料所制成的构件对应力集中的敏感程度较小；脆性材料所制成的构件必须要考虑应力集中的影响。即当 达到 时，该处首先产生破坏。（b）动载荷作用下：无论是塑性材料制成的构件还是脆性材料所制成的构件都必须要考虑应力集中的影响。第7页，共16页，编辑于2022年，星期日一一.剪切的实用计算剪切的实用计算2-13 2-13 剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算铆钉连接铆钉连接剪床剪钢板剪床剪钢板F FF F目目 录录nnn-nn-n，剪切面，剪切面第8页，共16页，编辑于2022年，星期日销轴连接销轴连接剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合力大作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线很近。小相等、方向相反且作用线很近。变形特点：变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动。位于两力之间的截面发生相对错动。目目 录录第9页，共16页，编辑于2022年，星期日F FF FF FnnF FF Fs snF FnF Fs snnF FF Fs sF Fs snnF Fmm剪力剪力第10页，共16页，编辑于2022年，星期日 假设切应力在剪切面假设切应力在剪切面（m-m m-m 截面）上是均匀分布截面）上是均匀分布的的,得实用切应力计算公式：得实用切应力计算公式：切应力强度条件：切应力强度条件：许用切应力，常由实验方法确定许用切应力，常由实验方法确定塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：目目 录录第11页，共16页，编辑于2022年，星期日二二.挤压的实用计算挤压的实用计算FF压溃压溃(塑性变形塑性变形)FF挤压面挤压面接触面为平面，计算挤压面就是该面接触面为平面，计算挤压面就是该面接触面为弧面，取受力面对直径的投影面接触面为弧面，取受力面对直径的投影面挤压力挤压力挤压面挤压面tdFbsAbs=td第12页，共16页，编辑于2022年，星期日塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：挤压强度条件：挤压强度条件：许用挤压应力，常由实验方法确定许用挤压应力，常由实验方法确定目目 录录第13页，共16页，编辑于2022年，星期日电电瓶瓶车车挂挂钩钩由由插插销销联联接接，如如图图示示。插插销销材材料料为为2020钢钢，=30MPa，bs100MPa，直直径径d=20mm。挂挂钩钩及及被被联联接接的的板板件件的的厚厚度度分分别别为为t=8mm和和1.5t=12mm。牵引力牵引力F=15kN。试校核插销的强度。试校核插销的强度。第14页，共16页，编辑于2022年，星期日平键连接平键连接 图示齿轮用平键与轴连接，图示齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径已知轴的直径d=70mmd=70mm，键的尺寸，键的尺寸为为 ，传递的扭转力偶矩传递的扭转力偶矩M Me e=2kN=2kNm m，键的，键的许用应力许用应力=60MPa=60MPa，=100MPa100MPa。试校核键的强度。试校核键的强度。OF FdMen nhb(a)(a)FSMennO(b)(b)0.5h0.5hFSnnb b(c)(c)目目 录录第15页，共16页，编辑于2022年，星期日解解：（1 1）校核键的剪切强度）校核键的剪切强度由平衡方程由平衡方程得得（2 2）校核键的挤压强度）校核键的挤压强度由平衡方程得由平衡方程得或或平键满足强度要求。平键满足强度要求。目目 录录第16页，共16页，编辑于2022年，星期日