基本变形杆件的强度与刚度.pptVIP

解：（1）作弯矩图并判断危险截面 铸铁梁截面关于中心轴不对称，中心轴到上下边缘的距离分别为y1=134mm,y2=86mm 全梁的最大拉应力和最大的压应力点不一定都发生在最大弯矩截面上，故B、C截面都可能是危险截面。第30页，共53页，星期日，2025年，2月5日（2）求许用荷载[F] C截面的下边缘各点处产生最大的拉应力，上边缘各点处产生最大的压应力。≤[σt]=30×106PaF≤24.6kN≤[σc]=90×106PaF≤115kN第31页，共53页，星期日，2025年，2月5日 B截面的下边缘各点处产生最大的压应力，上边缘各点处产生最大的拉应力。≤[σt]=30×106PaF≤19.2kN≤[σc]=90×106PaF≤36.9kN综上所得[F]=19.2kN第32页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.4.2梁的刚度计算梁的刚度条件：wmax—梁的最大挠度[w]—梁的许用挠度[w/l]—梁的相对许用挠度θmax——梁的最大转角[θ]——梁的许用转角第33页，共53页，星期日，2025年，2月5日 例7-6工字形截面悬臂梁承受均布荷载如图所示。已知E=2.1×105MPa，许用正应力[σ]=170MPa，许用切应力[τ]＝100MPa，许用最大挠度与梁的跨度比值，试由强度条件及刚度条件确定工字钢的型号。第34页，共53页，星期日，2025年，2月5日解：（1）计算危险截面内力该梁固定端截面内力最大，为危险截面，且kN·m=40kN·m≥（2）由正应力强度条件设计截面m3=235.3cm3kN=40kN 查型钢表，选用20a工字钢，其Wz＝237cm3，Iz＝2370cm4。第35页，共53页，星期日，2025年，2月5日（3）校核切应力强度20a工字钢Iz/Sz*=17.2cm，d=7mm，故Pa=33.2MPa[τ]=100MPa满足切应力强度要求。（4）校核刚度悬臂梁自由端挠度最大，为满足刚度要求。第36页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.4.3提高梁承载能力的措施1、强度方面（1）采用合理截面形状原则：当面积A一定时,尽可能增大截面的高度,并将较多的材料布置在远离中性轴的地方,以得到较大的弯曲截面模量可以用比值Wz/A说明,比值越大越合理。直径为h圆形截面:Wz/A=(?h3/32)/(?h2/4)=0.125h高为h宽为b矩形截面:Wz/A=(bh2/6)/bh=0.167h高为h槽形及工字形截面:Wz/A=(0.27~0.31)h可见,工字形、槽形截面比矩形合理,圆形截面最差。第37页，共53页，星期日，2025年，2月5日（2）采用变截面梁目的:节省材料和减轻自重理想情况:变截面梁各横截面上最大正应力相等等强度梁:每个截面上的最大正应力都达到材料的许用应力的梁。第38页，共53页，星期日，2025年，2月5日第1页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.1基本概念7.2拉压杆的强度计算7.3扭转杆件的强度和刚度计算7.4梁的强度和刚度计算7.5剪切变形和联接件的强度计算第2页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.1.1强度计算基本概念7.1基本概念7.1.2刚度计算基本概念7.1.3许用应力和安全因数第3页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.1.1强度计算基本概念强度：材料或构件抵抗破坏的能力应力法：由危险点处应力的强度条件来进行杆件强度计算的方法强度计算：（1）校核强度； （2）设计截面； （3）求许用荷载。强度条件：为保证杆件不发生强度破坏，就必须使危险点处的应力满足一定的条件。第4页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.1.2刚度计算基本概念刚度：构件抵抗变形的能力刚度计算：（1）校核刚度； （2）设计截面； （3）求许用荷载刚度条件：杆件的弹性变形限制在工程所许用的范围内，这种条件称为刚度条件。第5页，共53页，星期日，2025年，2月5日7.1.3许用应力和安全因数极限正应力：脆性材料的强度极限（或抗拉强度）；塑性材料的屈服极限（或条件屈服极限）。第6页，共53页，星期日，2025年，2月5日最大工作应力σmax极限正应力σu不利因素：1）计算荷载难以估计