弯扭组合变形PPT课件.ppt

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1、关于弯扭组合变形第一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月基本变形杆件横截面上的应力基本变形杆件横截面上的应力拉（压）杆横截面的正应力拉（压）杆横截面的正应力第二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月基本变形杆件横截面上的应力基本变形杆件横截面上的应力圆轴横截面上的剪应力圆轴横截面上的剪应力第三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月基本变形杆件横截面上的应力基本变形杆件横截面上的应力梁横截面上的正应力梁横截面上的正应力第四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月组合变形分别计算组合变形分别计算：利用基本变形的应力计算公式，：利用基本变形的应力计算公式，分别计算各点处的正应力和剪应

2、力。分别计算各点处的正应力和剪应力。拉（压）杆横截拉（压）杆横截面上内各点处的面上内各点处的应力均匀分布应力均匀分布圆轴横截面圆轴横截面上内各点处上内各点处的剪应力的剪应力梁横截面上梁横截面上内各点处的内各点处的正应力正应力第五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月a.a.拉（压）与弯曲的组合变形拉（压）与弯曲的组合变形第六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月拉伸与弯曲的组合变形杆件横截面上应力的分布拉伸与弯曲的组合变形杆件横截面上应力的分布强度校核强度校核max第七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月拉拉(压压)弯组合变形的计算弯组合变形的计算FyxzLhb1 1、荷载的分解

3、、荷载的分解2 2、任意横截面任意点的、任意横截面任意点的“”yzkx（1）内力：（2）应力：FyFx第八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月3 3、强度计算、强度计算危险截面固定端危险点“ab”边各点有最大的拉应力，“cd”边各点有最大的压应力。ZYabdcFyxzLhbYZ强度条件（简单应力状态）第八章 强度理论与组合变形第九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月图12.5 第十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月图12.6 第十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月TMRyaMmax=Ry.a第十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月P8cm1cm1cmP=8

4、0KN材料力学材料力学练习：为工作需要，在钢板上某除开槽，钢板宽，厚，槽最练习：为工作需要，在钢板上某除开槽，钢板宽，厚，槽最深处为。已知：深处为。已知：较核强度。较核强度。mn偏偏 心心 拉拉 压压偏偏 心心 拉拉 压压NM=P eAe第十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月8cm1cm1cme材料力学材料力学思思 考考：有有 何何 办办 法法 使使 它它 满满 足足 强强 度度 条条 件件？思思 考考：有有 何何 办办 法法 使使 它它 满满 足足 强强 度度 条条 件件？对对面面再再开开以以同同样样槽槽。对对面面再再开开以以同同样样槽槽。此时最大应力为：此时最大应力为：第十四张，

5、PPT共五十二页，创作于2022年6月斜弯曲斜弯曲一、斜弯曲的概念一、斜弯曲的概念 梁上的外力都垂直于轴线，外力的作用面不在梁的纵向对称面内,变形后梁的轴线不在外力的作用平面内由直线变为曲线（梁上的外力都垂直于轴线且过弯曲中心，但不与形心主轴重合或平行）。二、斜弯曲的计算二、斜弯曲的计算FyxzLhb第十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月MyxMzx材料力学材料力学例：已知：例：已知：b=90mm，h=180mm，P1=800N，P2=1650N，l=1m求：最大正应力。求：最大正应力。AlxzyOlbh P2P1解：解：1、外力分析、外力分析危险截面：固定端危险截面：固定端2、内力

6、分析、内力分析P2l2P1l第十六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月材料力学材料力学z3、应力分析、应力分析AlxyOlbh P2P1zyzD1D2yzD1D2MyMz第十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月材料力学材料力学练习：已知：圆轴直径为练习：已知：圆轴直径为D.求：最大正应力所在的位置（点）。求：最大正应力所在的位置（点）。解：解：1、外力分析、外力分析危险截面：固定端危险截面：固定端2、内力分析、内力分析MyxP2lMzx2P1lAlxzyOlP2P1yzMy第十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月材料力学材料力学AlxzyOlP2P1Mzyz应力最大的点在

7、何处？应力最大的点在何处？应力最大的点在何处？应力最大的点在何处？思考：是否斜弯曲？思考：是否斜弯曲？思考：是否斜弯曲？思考：是否斜弯曲？不是不是不是不是思考：什么条件下不会发生斜弯曲？思考：什么条件下不会发生斜弯曲？思考：什么条件下不会发生斜弯曲？思考：什么条件下不会发生斜弯曲？yzMyxzB1yB2 第十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月MxOTxO组合受力与变形特例之三组合受力与变形特例之三 弯曲与扭转的组合弯曲与扭转的组合解解：、外外力力 分分 析析、内、内力分析力分析PLMxBLPMxxyz危险截面：固定端危险截面：固定端Mz=PLT=Mx、应、应力分析力分析忽略剪力影响忽

8、略剪力影响忽略剪力影响忽略剪力影响求：写出第三、第四强度理论求：写出第三、第四强度理论强度条件。强度条件。第二十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月扭转与弯曲的组合变形杆件各点处的应力状态扭转与弯曲的组合变形杆件各点处的应力状态二向应力状态二向应力状态第二十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月主应力主应力D1 第二十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月材料力学材料力学例例 ：直径为直径为d=0.1m的圆杆受力如图的圆杆受力如图,T=7kNm,P=50kN,为为钢构件钢构件，=160MPa,试试用校核用校核杆的杆的强度。强度。解：解：危险点危险点A的应力状态如图：的应力状态

9、如图：故，安全。故，安全。第二十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月弯扭组合变形第二十四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月MxOTxO组合受力与变形特例之三组合受力与变形特例之三 弯曲与扭转的组合弯曲与扭转的组合解解：、外外力力 分分 析析、内、内力分析力分析Mz=PLMxBLPMxxyz危险截面：固定端危险截面：固定端Mz=PLT=Mx、应、应力分析力分析忽略剪力影响忽略剪力影响忽略剪力影响忽略剪力影响求：写出第三、第四强度理求：写出第三、第四强度理论强度条件。论强度条件。第二十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月危险点的应力状态危险点的应力状态第二十六张，PPT共五

10、十二页，创作于2022年6月强度条件强度条件圆轴弯扭圆轴弯扭圆轴弯扭圆轴弯扭解题步骤：解题步骤：解题步骤：解题步骤：1 1、外力分析、外力分析、外力分析、外力分析2 2、内力分析、内力分析、内力分析、内力分析3 3、强度分析、强度分析、强度分析、强度分析D1 第二十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 计算公式计算公式组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第二十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月练练习习：图图示示钢钢拐拐杆杆，AB段段为为圆圆杆杆，径径d=50mm，=100MPa，试试用用第四强度理论校核第四强度理论校核A点的强度。点的强度

11、。PM解：解：1、外力分析、外力分析P=3.2kNM=3.2140=448Nm2、A危险截面内力分析：危险截面内力分析：3、强度分析：、强度分析：该点强度满足要求。该点强度满足要求。AB段为弯扭组合变形段为弯扭组合变形第二十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月图8-4a所示的直轴AB，在轴右端的联轴器上作用有外力偶M。已知带轮直径D=0.5m，带拉力FT=8kN，Ft=4kN，轴的直径d=90mm，间距a=500mm，若轴的许用应力=50MPa。试按第三强度理论校核轴的强度。将带的拉力平移到轴线，画直解解(1)外力分析轴的力学模型，F FTF FtACBdaa联轴器Da)图8-4EAB

12、F FAF FBF=FF=FT+F Ftb)TTT=(FT-Fd)D/2F=FT+Fd=(8+4)kN=12kN=(8-4)0.5/2kNm=1kNm第三十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月T=1kNmF=12kN作轴的弯矩图和扭矩图，由图可知，轴的D截面为危险截面ABF FAF FBF Fb)ABF FAF FBF=FF=FT+F Ftb)TTABT TT TEDM MC C=(F FT+F Ft)D/2c)MxTTxMc=FAa=3kNm第三十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 Mc=3kNm T=1kNm (3)校核强度 由以上分析可知，C截面的上、下边缘点是轴的危险点

13、，按第三强度理论，其最大相当应力为所以轴的强度满足要求。弯扭组合弯扭组合第三十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月五、弯扭组合与弯五、弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形 承受弯曲与扭转的圆轴承受弯曲与扭转的圆轴 计算简图；计算简图；内力图与可能危险面；内力图与可能危险面；危险点及其应力状态（忽略剪力）；危险点及其应力状态（忽略剪力）；强度理论强度理论组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第三十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 计算简图；计算简图；组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第三十四张

14、，PPT共五十二页，创作于2022年6月组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形例例11-4第三十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月xxCBDA0.72KNxCABDTT第三十六张，PPT共五十二页，创作于2022年6月720N.mxxCBDAxCABD第三十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 图示某段杆的弯矩图示某段杆的弯矩图示某段杆的弯矩图示某段杆的弯矩MMy y和和和和MMz z图，它们均为直线，且图，它们均为直线，且图，它们均为直线，且图，它们均为直线，且其延长线分别与其延长线分别与x x轴相交于轴相交于轴相交于轴相交于c c点和点

15、和点和点和d点。则如果点。则如果点。则如果点。则如果c点和点和点和点和d d点点点点不重合，该段杆的总弯矩图必为凹曲线。不重合，该段杆的总弯矩图必为凹曲线。不重合，该段杆的总弯矩图必为凹曲线。不重合，该段杆的总弯矩图必为凹曲线。MyxcabMzxdab第三十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 同时承受弯矩、扭矩、剪力同时承受弯矩、扭矩、剪力 和轴力作用的圆轴。和轴力作用的圆轴。弯弯(拉拉)压扭组合压扭组合组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第三十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 同时承受弯矩、扭矩、剪力和轴力作用的圆轴同时承受弯矩、扭

16、矩、剪力和轴力作用的圆轴同时承受弯矩、扭矩、剪力和轴力作用的圆轴同时承受弯矩、扭矩、剪力和轴力作用的圆轴组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形例例11-5第四十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月特点：除特点：除Mx、My、Mz外，还有外，还有FNx(忽略忽略FQy)(忽略）忽略）组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第四十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 危险点的应力状态依然为危险点的应力状态依然为危险点的应力状态依然为危险点的应力状态依然为、同时作用同时作用的情形，所不同的是：的情形，所不同的是：(未

17、未 变变)组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第四十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月依然适用依然适用组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第四十三张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 第四十四张，PPT共五十二页，创作于2022年6月第四十五张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 同时承受弯矩、扭矩、剪力和轴力作用的圆轴同时承受弯矩、扭矩、剪力和轴力作用的圆轴工程实例工程实例组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形止推轴承止推轴承第四十六张，PPT共五十二页，创作于

18、2022年6月工程实例工程实例xyz组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第四十七张，PPT共五十二页，创作于2022年6月工程实例工程实例xCBDA141.9158.5443xCDA1821217Bxyz第四十八张，PPT共五十二页，创作于2022年6月工程实例工程实例B B以左的截面以左的截面以左的截面以左的截面组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第四十九张，PPT共五十二页，创作于2022年6月 杆类构件的静力学设计的一般过程杆类构件的静力学设计的一般过程 受力分析受力分析与计算简图与计算简图内力分析内力分析与内力

19、图与内力图确定危险确定危险 截面截面由应力分布由应力分布确定危险点确定危险点确定危险点确定危险点的应力状态，的应力状态，的应力状态，的应力状态，确定主应力确定主应力根据危险点根据危险点的应力状态的应力状态选用合适的选用合适的设计准则设计准则组合变形组合变形/弯扭组合与弯弯扭组合与弯(拉拉)压扭组合变形压扭组合变形第五十张，PPT共五十二页，创作于2022年6月2 2、最大拉应变理论（第二强度理论）、最大拉应变理论（第二强度理论）3 3、最大剪应力理论（第三强度理论）、最大剪应力理论（第三强度理论）4 4、最大形状改变比能理论：、最大形状改变比能理论：（第四强度理论；均方根理论；歪形能理论；畸形能理论）二、四种常用的强度理论二、四种常用的强度理论1 1、最大拉应力理论（第一强度理论）、最大拉应力理论（第一强度理论）重点第八章 强度理论与组合变形第五十一张，PPT共五十二页，创作于2022年6月感感谢谢大大家家观观看看第五十二张，PPT共五十二页，创作于2022年6月