材料力学学习指导与解题指南第章复杂情形下的强度设计.pdfVIP

范 钦 珊 教 育 教 学 工 作 室 FAN Qin-Shan’s Education Teaching Studio eBook 材料力学学习指导 与解题指南 (第 8 章) §8—1 教学要求与学习目标 §8—2 理 论 要 点 §8—3 学 习 建 议 §8—4 例 题 示 范 2004-12-18 1 材料力学学习指导与解题指南 第 8 章 复杂情形下的强度设计 将前几章理论分析与实验研究综合应用于工程设计，即可形成杆 类构件的强度设计准则，作为一般工程设计的基础。 杆类构件包括杆、梁、轴和柱。 在常温、静载荷作用下，杆、梁、轴的设计主要涉及强度设计与 刚度设计；柱的设计，除了满足强度要求外，还需满足稳定性要求。 本章主要涉及复杂情形下杆类杆件的强度设计，包括：梁、轴和 连接件的强度计算。 关于刚度设计和稳定性设计以及轴的疲劳强度设计，将在以后的 章节中分别详细介绍。 §8—1 教学要求与学习目标 (1) 正确理解杆类构件的强度条件，掌握下列情形下杆类构件强度设 计的基本方法： ① 梁的强度设计； ② 受扭圆轴的强度设计； ③ 组合受力时构件的强度设计； ④ 连接件的强度设计。 (2) 学会应用强度条件处理 3 类强度问题 ： ① 强度校核； ② 尺寸设计； ③ 强度结构的许可载荷。 (3) 掌握“从建立计算模型、受力分析、内力图、应力分布，到确定 危险面、危险点、危险点的应力状态，以及相应的设计准则”的强度 设计的全过程。 (4) 正确理解连接件的工程假定计算方法－剪切假定计算和挤压假 定计算。 §8—2 理 论 要 点 1．拉伸与压缩杆件的强度设计 (1) 强度设计准则、安全因数与许用应力 2 所谓强度设计是指将杆件中的最大应力限制在允许的范围内，以保证杆件正 常工作，不仅不发生强度失效，而且还要具有一定的安全裕度。对于拉伸与压 缩杆件，也就是杆件中的最大正应力满足： [ ] σ ≤ σ max [ ] 这一表达式称为拉伸与压缩杆件的强度设计准则，又称为强度条件。其中 σ 称 为许用应力，与杆件的材料力学性能以及工程对杆件安全裕度的要求有关，由 下式确定： 0 σ σ [ ] n 0 式中σ 为材料的极限应力或危险应力，由材料的拉伸实验确定；n 为安全因数， 对于不同的机器或结构，在相应的设计规范中都有不同的规定。 (2) 三类强度计算问题 应用强度设计准则，可以解决 3 类强度问题： 强度校核—— 已知杆件的几何尺寸、受力大小以及许用应力，校核杆件或 结构的强度是否安全，也就是验证设计准则是否满足。如果满足，则杆件或结 构的强度是安全的；否则，是不安全的。 尺寸设计—— 已知杆件的受力大小以及许用应力，根据设计准则，计算所 需要的杆件横截面面积，进而设计处出