机械结构件设计规范（4） 力学原理设计准则-原始课件.pdfVIP

第十三章 力学原理设计准则 13.1强度计算和试验准则 13.2均匀受载准则 13.3力流路径最短准则 13.4减低缺口效应准则 13.5变形协调准则 13.6等强度准则 13.7附加力自平衡准则 13.8空心截面准则 13.9受扭截面凸形封闭准则 13.10最佳着力点准则 13.11受冲击载荷结构柔性准则 13.12避免长压杆失稳准则 13.13热变形自由准则 13.1强度计算和试验准则 • 对承受较大负载或扭矩的重要位置，强度 须经过计算，并符合安全可靠标准； • 必要时须有试验报告和数据。 13.2均匀受载准则 • 通过构件设计，使受力载荷分布均匀，载 荷不集中可以保证同等条件下，承受的应 力成倍增加。 • 连续性和载荷均匀分布的设计可以实现。 13.3力流路径最短准则 1. 力流优先走较短路径，刚度最大的路径； 2. 力线连续。为提高构建刚度，尽量使力流 路径最短，越短则受力区域越小，累积变 形就越小，刚度就提高。 3. 尽量保证力流线路的直线状态，这时力流 路径最短 13.4减低缺口 效应准则 13.5变形协调准则 • 在力的传递中，构件会发生变形，变形不 对称、接触面变形不匹配等都会引起走 偏、应力集中等问题； 解决措施： • 在接触面处，降低构件在力流方向上的刚 度，以便减少对另一构件变形的阻碍，使 变形同步； 如：轴承的轴固定架、天车的导轨 13.6等强度准则 1. 构件局部的应力和该处的材料许用值相等。省材料降能耗。 2. 注意次要载荷的影响 13.7附加力自平衡准则 力传递中，出现的无用力或力矩，白白增加 损耗， 通过让附加力自行平衡或抵消的方法解决。 解决措施： 1. 平衡件； 2. 对称安置 13.8空心截面准则 • 弯曲和扭转应力在横截面越远离中心越 大，横截面中心很小，同等材料截面积情 况下，空心的结构有更好的强度和刚度。 1.空心也可以通过其他形式实现，不一定就 得是圆管形； 2.空心结构的壁厚不能太薄，否则发生局部 皱折而丧失承载能力 13.9受扭 截面凸形 封闭准则 • 受扭转作 用的薄壁 构件的截 面避免开 口形状， 抵抗剪切 变形的能 力低，扭 转刚度就 低。 13.10最佳着力点准则 1. 力矢量经过横截面扭转中心，不会产生附加扭矩； 2. 多个力的作用节点尽量使力矢量交汇于一处，避免附加弯矩，降低 应力水平。 13.11受冲击载荷结构柔性准则 在有冲击载荷的情况下，加大其柔性，避免冲击， 但快速响应特性会下降。 柔性准则的措施： 1. 增加等截面杆的长度； 2. 避免截面突变； 3. 安装缓冲器； 4. 选用弹性模量小的材料。 13.12避免长压杆失稳准则 对金属构件，压应力是拉应力的多倍，但压状态下，失稳破 坏会破坏强度，设计上应避免。 注意检查是否有细长杆受压结构。 改进措施有： 1. 加大截面惯性矩； 2. 减小压杆长度； 3. 加强支撑约束性； 4. 截面形状与约束方式的最优组合； 5. 合理选材 处于弹塑阶段的中小柔度杆，用高强度钢； 对大柔度杆，高强度钢不能提高其稳定性，须用普通钢。 13.13热变形