C02轴向拉伸和压缩

《C02轴向拉伸和压缩》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、由脆性材料制成的构件，在拉力作用下，当变形很小时就会突然断裂。塑性材料制成的构件，在拉断之前先已出现塑性变形，由于不能保持原有的形状和尺寸，它已不能正常工作。可以把断裂和出现塑性变形统称为失效。受压短杆的被压溃、压扁同样也是失效。上述这些失效现象都是强度不足造成的。但是构件失效并不都是强度问题，还有其它如刚度不足、稳定性不够以及不同的加载方式，如冲击、交变应力等，以及不同的环境条件，如高温、腐蚀介质等，都可以导致失效。这里主要讨论强度问题，其他形式的失效将于以后依次介绍。1.失效2.7强度条件·安全因数·许用应力2.极限应力脆性材料断裂时

2、的应力是强度极限sb，塑性材料到达屈服时的应力是屈服极限ss,这两者都是构件失效时的极限应力,用su表示。脆性材料塑性材料2.7强度条件·安全因数·许用应力3.许用应力为保证构件有足够的强度，在载荷作用下构件的实际应力s(以后称为工作应力)应低于极限应力，但仅仅限制在极限应力的范围内是不够的。在强度计算中，通常以大于1的因数除极限应力，所得结果称为许用应力，用[s]来表示。对于塑性材料对于脆性材料式中大于1的因数ns、ns或n称为安全系数。2.7强度条件·安全因数·许用应力安全因数由于一般所指的塑性材料和脆性材料,其划分界线的依据不够确切

3、,因此以材料的屈服极限与抗拉强度之比ss/sb为依据来选取极限应力和安全系数。比值ss/sb称为屈强比。对屈强比较低的材料,以屈服极限作为极限应力,其安全系数ns也较低一些,例如在静载荷作用下的一般零部件,轧件和锻件的安全系数取ns＝1.2～2.2,铸件取nb＝1.6～2.5。对屈强比较高的材料,例如高强度钢,由于其屈服点已接近于抗拉强度,则取作为极限应力,其安全系数nb也较高一些。例如一般情况下钢材取nb＝2.0～2.5；铸件取nb＝4。对脆性材料,取nb＝2.0～3.5。安全系数的选取。关系到构件的安全和经济,两者是矛盾的。应适当处理

4、,将两者合理地统一起来。片面地将任一方面强调到不适当的程度,都是错误的。若片面地强调安全,采用过大的安全系数,就会造成构件的尺寸过大,这不仅浪费材料,而且会使设计出的机器或结构物粗笨。若不适当地强调经济,采用过小的安全系数,就会使构件尺寸过小,而不能保证构件的安全耐用,甚至造成事故。这都不符合设计要求。安全系数也不是固定不变的,随着我国工业技术的飞速发展,设计能力、工艺水平、材料产品质量的不断提高,以及人们对客观事物的进一步认识,安全系数将会取得较小。安全因数至于确定安全因数应考虑的因素,一般有以下几点：(1)材料的素质,包括材料的均匀程

5、度,质地好坏,是塑性的还是脆性的等。(2)载荷情况,包括对载荷的估计是否准确,是静载荷还是动载荷等。(3)实际构件简化过程和计算方法的精确程度。(4)零件在设备中的重要性,工作条件,损坏后造成后果的严重程度,制造和修配的难易程度等。(5)对减轻设备自重和提高设备机动性的要求。安全因数把许用应力[s]作为构件工作应力的最高限度，即要求工作应力s不超过许用应力[s]。于是得构件轴向拉伸或压缩时的强度条件为4.强度条件5.强度计算的三类问题①强度校核②截面没计③确定许可载荷2.7强度条件·安全因数·许用应力例:图示三铰屋架的主要尺寸如图所示。它

6、所承受的竖向均布载荷沿水平方向的集度为q＝4.2kN/m,屋架的钢拉杆直径d＝16mm,许用应力[s]＝170MPa,试校核拉杆的强度。q1.42m0.4m螺栓钢拉杆8.5m9.3m解:(1)作计算简图。由于两屋面板之间和拉杆与屋面板之间的接头不坚固,故把屋架的接头看作铰接,得屋架的计算简图如图所示。8.5mqABC9.3m(2)求轴力。qABCFAxFAyFBqACFAxFAyFNFCyFCx4.25m4.65m(3)求拉杆横截面上的应力(4)强度校核满足强度条件,故钢拉杆在强度方面是安全的。例3起重三脚架如图所示。木杆AB的许用应力[

7、1]=12MPa，AC为钢杆，许用应力[2]=160MPa，求结构的最大荷载P。解：取节点A分析，受力如图钢杆设计:80∟20x4PBCA30º木杆设计:PAFNABFNAC例4：刚性杆ACB用圆杆CD悬挂在C点，B端作用集中力P＝25kN，已知CD杆的直径d＝20mm，许用应力[]＝160MPa，试校核CD杆的强度，并求：（1）结构的许可荷载[P]；（2）若P＝50kN，设计CD杆的直径。2aaPABDC解：求CD杆受力PABCFNFAyFAx（1）结构的许可荷载[P]；[P]=33.5kN2aaPABDCPABCFNFAyFAx

8、2aaPABDCPABCFNFAyFAx(2)若P＝50kN，设计CD杆的直径。d＝24.4mm取d＝25mm例6图示结构,AC为刚性梁，BD为斜撑杆,载荷F可沿梁AC水平移动。已知梁长为l,