过程设备机械设计基础拉压修.pptx

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1、02:36:3402:36:341 13 3 拉伸与压缩拉伸与压缩3.1 材料力学的基本概念3.1.1 材料力学的的任务和研究对象1、力对物体的作用效果外效应-改变刚体平衡状态内效应-构件的变形2、构件的变形弹性变形塑性变形第1页/共58页02:36:3402:36:342 23、构件的承载能力 强 度-不破坏、断裂 刚 度-不过度变形 稳定性-不突然大变形 是构件必须满足的基本条件3.1 材料力学的基本概念4、任务 新构件的设计新构件的设计 旧构件的较核旧构件的较核 许用载荷许用载荷5、研究对象 构件的小变形构件的小变形 变形固体变形固体第2页/共58页02:36:3402:36:343 3

2、3.1.2 3.1.2 构件变形的基本形式构件变形的基本形式1.基本假设 小变形 材料连续均匀 材料各向同性2.构件分类杆件(等截面杆)板 壳第3页/共58页02:36:3402:36:344 43.1.2 3.1.2 构件变形的基本形式构件变形的基本形式3.构件变形的基本形式 拉伸和压缩 剪切 扭转 弯曲教材p38表3-1第4页/共58页02:36:3402:36:345 53.2 直杆拉伸压缩时横截面上的内力3.2.1 内力/轴力定义:内力的改变量,附加内力,简称内力.3.2.2 截面法定义:假想将杆件切开，使内力转化为外力，运用静力平衡条件求出截面上内力的方法。第5页/共58页02:36

3、:3402:36:346 6FFmmacdbd1b1a1c1LL1F图3-1 承受轴向力作用的杆N=F第6页/共58页02:36:3402:36:347 7例例1 1第7页/共58页02:36:3502:36:358 8轴力图第8页/共58页02:36:3502:36:359 9例2123第9页/共58页02:36:3602:36:361010轴力图第10页/共58页02:36:3602:36:361111截面法求解内力的基本步骤:1.用一假想截面将构件一分为二,取其中一部 分为研究对象;2.另一部分对该部分的作用以一个力来代替;3.针对该部分建立受力平衡方程式,并求解;4 通常情况下用轴力图

4、来形象表示.第11页/共58页02:36:3602:36:3612123.3 3.3 直杆拉伸直杆拉伸/压缩时压缩时 横横/斜截面上的应力斜截面上的应力3.3.1直杆拉伸时横截面上的应力1.定义定义:单位面积上的内力单位面积上的内力2.计算计算:FN=F第12页/共58页02:36:3602:36:3613133.3.2 直杆拉伸时斜截面上的应力正应力:与截面垂直的应力,拉应力为正;剪应力:与截面平行的应力,顺时针为正.两个概念FF第13页/共58页02:36:3602:36:361414FqaFaFqaaaFF第14页/共58页02:36:3602:36:361515计算方法:第15页/共5

5、8页02:36:3602:36:3616163.4 3.4 直杆拉直杆拉/压时的强度条件压时的强度条件一.基本概念极限应力:杆件截面上的应力达到某一临界值时,杆件就会破坏,.记为 安全系数:记为n;许用应力:记为;第16页/共58页02:36:3702:36:371717二.强度条件载荷情况,材料情况,强度储备。3.4 3.4 直杆拉直杆拉/压时的强度条件压时的强度条件第17页/共58页02:36:3702:36:3718183.4 3.4 直杆拉直杆拉/压时的强度条件压时的强度条件三.强度条件的应用 强度校核:max=N/许用载荷:N=5%脆性材料:=48 J反映出材料的缺口敏感性和脆性第3

6、9页/共58页02:36:4302:36:4340403.9 材料硬度及测定硬度的定义:表示材料表面抵抗异物侵入的能力布氏硬度瑞典工程师 T.A.Brinell 于1900年提出试验方法:计算:第40页/共58页02:36:4302:36:434141实验装置第41页/共58页02:36:4402:36:444242洛氏硬度由美国人Rockwell 于1919年提出。用金刚石圆锥体或硬度钢球做压头，根据试样的压痕深度来表示硬度高低。试验装置：计算方法:第42页/共58页02:36:4402:36:444343常用的有HRA、HRB、HRC三个等级hh1120oPoPho第43页/共58页02:

7、36:4402:36:4444443.10 交变载荷作用下的强度问题交变载荷:应力大小或方向随时间变化的载荷;疲劳破坏:由于交变应力引起的构件的脆性断裂破坏原因:由于交变应力引起的构件内部缺陷的扩张和合并.一.基本概念第44页/共58页02:36:4402:36:444545对称循环:r=-1非对称循环:-1r+1脉动循环:r=0二.循环特性的定义及主要形式循环特性:交变应力的最小值与最大值之比,记为:r第45页/共58页02:36:4402:36:444646三.疲劳极限的定义和决定因素疲劳极限决定于1 交变应力的最大值2 循环次数3 交变应力的特征 疲劳极限:材料经过无数次(1E7)应力循

8、环 而没有发生破坏的最大应力值.提高构件疲劳极限的方法 应力集中,热处理,冷加工第46页/共58页02:36:4402:36:444747第47页/共58页02:36:4402:36:4448483.11应力集中的概念应力集中系数的定义应力集中系数的值应力集中:第48页/共58页02:36:4602:36:464949THE END第49页/共58页02:36:4602:36:465050 今日作业 复习复习:例题例题3-1,3-2思考思考:8，9，10习题习题:3-1,3-2,3-6原创习题：讨论杆件轴向载荷作用下的体原创习题：讨论杆件轴向载荷作用下的体积变化与泊松比的关系积变化与泊松比的关

9、系,建立建立V与与的关系的关系,并计算并计算=0.3，0.5两种情况下的两种情况下的V。预习预习:第四章第四章第50页/共58页02:36:4602:36:465151习题2-2N1-1=F=10KNN2-2=F-Q=10-4=6KNN3-3=F-Q+Q=10KN第51页/共58页02:36:4602:36:465252轴力图第52页/共58页02:36:4702:36:475353各段应力各段变形总变形：第53页/共58页02:36:4702:36:475454习题2-82-8NBNANA第54页/共58页02:36:4702:36:475555NB=2NANA=75KN=s/ns=240/

10、1.5=160MPa立柱直径：立柱直径：螺杆螺杆B的强度：的强度：因螺杆中的应力小于许用应力，故螺杆的强度足够因螺杆中的应力小于许用应力，故螺杆的强度足够第55页/共58页02:36:4702:36:475656习题2 26 6第56页/共58页02:36:4702:36:475757029.029.知更鸟变心知更鸟变心春天一到，雄知更鸟便忙着在林中寻找可供筑巢、育雏的地盘。在确立地盘后，它就会站在视野良好的枝头上，鼓起红色的胸羽，高歌一曲，以吸引雌知更鸟。雌知更鸟被它的动人歌声所吸引，飞来相伴，于是夫“唱”妇随，共筑爱巢。在这里，雄知更鸟唱歌除了吸引异性外，也有“声明”地盘所有权的意思，如果其他雄鸟胆敢不识趣地闯入，那它就会将对方驱赶出去。但如果对方存心挑衅，而自己在战斗中又落败的话，则只好将地盘拱手让人，到别的地方去另寻栖身之地，此时，雄知更鸟会发现一件令自己伤心的事：自己的“爱妻”不愿跟它离去，而是留在巢内和新鸟交配。第57页/共58页感谢您的观看！第58页/共58页