第五单元 组合变形.ppt

第五单元 组合变形的强度计算 学习目标 通过本单元的学习了解组合变形的分类及应用场合。学会对发生组合变形的构件进行危险点的判定及简单的受力分析。 综合知识模块一 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 能力知识点1 图5-1所示的立式钻床，左侧立柱在工作时除了受拉伸作用外还受弯曲的作用。 图5-2所示，直升飞机的螺旋杆承受拉伸与扭转的两种变形。 构件在载荷作用下同时发生几种基本变形，这种变形称为组合变形。 能力知识点2 小型台式起重机。起重机在工作时其立柱受到了压缩的作用，属于偏心压缩。 压力的方向和立柱的轴线不重合。 工程中同时发生弯曲和拉伸（压缩）的变形称为拉（压）弯组合变形。 能力知识点3 偏心压缩的受力特点：载荷F的作用线与立柱的轴线不重合，称为偏心力，其作用线与柱轴线间的距离称为偏心距e。 2、内力计算 运用截面法沿m-n截开横截面上的内力为轴力和弯矩。 组合变形的解题步骤 1）外力分析：画出受力简图。 2）内力分析：求出每个外力分量对应的内力，画 出内力图，确定危险面。 3）应力分析：画危险面应力分布图，叠加，建立 危险点的强度条件。 综合知识模块二 弯曲与扭转的组合变形 能力知识点1 构件在外 力作用下，即 有弯曲又有扭 转的变形。 能力知识点2 塑性材料经常用第三或第四强度理论进行有关的强度计算。 1）外力分析 根据空间力系平面解法求出作用在轮轴零件上的主动力及约束力 2）内力分析 分别画出弯曲变形的弯矩图及扭转变形的扭矩图。并确定危险截面上的弯矩及扭矩值。 3）强度计算 根据强度理论计算出危险截面上的相当正应力，与材料的许用正应力比较。 * * 组 合 变 形 图5-1 图5-2 拉伸（压缩）与弯曲的组合变形 e 偏心距 拉（压）弯组合变形的强度校核 F 以偏心压缩为例 e P 根据力的平移定理将力F移至立柱的轴线，若保持力F原作用效应，附加力偶M，说明偏心力的作用对立柱产生压缩变形及弯曲变形。 附加力偶值为： 1、力的简化 F M e F F M F M F N M z m n m n 3、应力计算 m n m n m n 压缩应力 最大弯曲正应力 n 压弯组合变形横截面上最大 m n 拉弯组合变形横截面上最大应力 F e M F F M M FN 4、拉（压）弯组合变形的强度计算 拉（压）弯组合强度条件（塑性材料） 拉（压）弯组合变形横截面上正应力 塑性材料的许用正应力 弯曲与扭转的组合变形 卷扬机的鼓轮轴的变形 弯扭组合变形 A B C 弯杆AB段发生弯扭组合变形 B A G G M 杆AB的受力简图 弯扭组合变形的强度校核 第三强度理论 第四强度理论 强度理论 强度理论是是结合材料破坏的规律，提出的不同说法，工程中常用的是四个强度理论，根据材料不同采用不同的强度理论进行有关的计算。 相当正应力 弯扭组合变形强度计算的步骤 电动机带动轮轴轴材料为钢，许用应力[σ]=120MPa，带轮直径D=400mm，紧边 带拉力F1=6kN，松边带拉力F2=3kN，轴径d=60mm，试根据第三强度理论校核该轴的 强度。 解：一、受力简图（外力分析） FA FB F1+F2 FA FB A C B 二、内力分析 F1+F2 FA FB A C B 1、画弯矩图 求最大弯矩 F1+F2 FA FB X M *