机械基础工程力学分册曾德江黄均平主编1第8单元组合变形课件教学.pptVIP

机械基础——组合变形的强度计算 案例导入 如图8-1所示为钻床结构及其受力简图，如果在已知钻床立柱的截面形状、尺寸及立柱材料的许用应力，请问你能否分析出立柱、电动机轴承受哪几种载荷？属于哪种组合变形，并通过计算确定钻床立柱的强度。 第8单元 组合变形 学习目标 学习重点和难点 8.1 组合变形的概念 组合变形：构件受力后同时发生两种以上的基本变形，称为组合变形。 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 案例分析 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 1.受力特点 作用在对称平面内的外力与轴线相交成某一角度，或与构件轴线平行而不重合。 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 2.拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 如图所示的钻床钻孔已知钻削力F和偏心矩e，圆截面铸铁立柱的直径d，及许用应力[σ]，校核立柱的强度。 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 1）将外力按基本变形分组 轴力FN-使立柱产生轴向拉伸变形，弯矩Me-使立柱产生弯曲变形→钻床在力F在作用下立柱产生拉弯组合变形。 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 2）内力分析 钻床立柱截面上的轴力相同，均为FN = F； 钻床立柱截面上的弯矩相同均为M=Me 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 3)横截面上的应力分析 （1）轴力FN相对应的拉伸正应力σ′均匀分布，其值为 （2）弯矩M产生的弯曲正应力在截面左侧有最大压应力σ，右侧有最大拉应力，其绝对值为 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 由于截面上的各点同时作用的正应力可以进行代数相加，相加后的应力分布如图所示，截面上的最大拉应力和最大压应力分别为 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 4）强度条件 当构件发生拉伸（压缩）与弯曲组合变形时： （1）对于拉压许用应力相同的塑性材料，如低碳钢等，可只计算构件危险截面上的最大正应力处的强度，其强度条件为 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 （2）对于抗压许用应力[σ]-[σ]+ 抗拉许用应力的脆性材料，则要分别计算危险截面上最大拉应力和最大压应力处的强度，其强度条件分别为 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 想一想 练一练 请问射箭运动员，使用弓箭射箭时 ，弓箭将产生何种组合变形？ 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 案例8-1 如图8-8所示的钻床钻孔时，钻削力F=15kN，偏心矩e=0.4m，圆截面铸铁立柱的直径d=125mm，许用应力[σ]+=35MPa， [σ]-= 120MPa，试校核立柱的强度。 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 案例8-2 如图8-11所示的起重构架，梁ACD由两根槽钢组成。已知a=3m，b=1m，G=30kN，梁材料的许用应力[σ]=140MPa，试选择槽钢的型号。 8.2 拉伸（压缩）与弯曲组合变形的强度计算 8.3 圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算 扭转和弯曲的组合变形是机械工程中常见的情况，机械中的转轴，大多发生弯曲和扭转变形。本节只介绍圆轴弯扭组合变形的强度计算。 以图示的电动机轴为例分析弯扭组合变形的强度计算。 8.3 圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算 1.外力分析 电动机轴承受了垂直轴线的力F=（F1+ F2) 和外力偶矩Me=（F2–F1）D/2，力F使电动机轴产生弯曲变形，外力偶矩Me使电动机轴产生扭转变形。 8.3 圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算 构件在载荷的作用下既发生弯曲变形又发生扭转变形，称为弯曲与扭转组合变形，简称弯扭组合变形。 8.3 圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算 2.内力分析 经分析A截面为危险面，其上的扭矩和弯矩分别为 扭矩： Tmax=Me=（F2–F1）D/2 弯矩： Mmax=( F1+ F2)l 8.3 圆轴弯曲与扭转组合变形的强度计算 3.应力分析 在横截面A上，同时存在弯 矩和扭矩，因此该截面相应得 有弯曲正应力和扭转剪应力。 经分析可知在该截面上的 a、b点（即水平