过程设备机械设计基础.ppt

《过程设备机械设计基础.ppt》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、过程设备机械设计基础---------学习辅导（2）华东理工大学郝俊文四平面弯曲教学目的与要求理解平面弯曲的概念和变形特点。内力分析方法和表达能基本掌握平面弯曲的应力、弯矩和惯性矩之间的关系能够分析工程实例并绘制弯矩图和剪力图能够利用叠加法绘制弯矩图和剪力图能够根据公式提出提高梁抗弯能力的措施。能够利用强度条件和刚度条件公式求解工程问题。完成一定量的习题重点内容4.1平面弯曲的概念及实例1弯曲：当杆件上所受的力与杆件的轴心线垂直时，杆件的轴心线就弯曲成一条曲线，产生的变形为弯曲变形。提示1：弯曲变形的部位是轴心线提示2

2、：受到的力与杆件的轴心线垂直(横向力)提示3：变形后的轴心线可以是平面曲线（即平面弯曲），也可以是空间曲线注意：弯曲与扭转的区别。2几个概念弯曲平面弯曲纯弯曲静定梁静不定梁集中载荷分布载荷集度简支梁外伸梁悬臂梁4.2直梁平面弯曲时的内力4.2.1剪力与弯矩剪力和弯矩用截面法获得，并利用静力学平衡方程计算剪力和弯矩的大小。剪力和弯矩的方向根据书上的规定（图4-6）提示1：剪力和弯矩的方向根据变形来确定。提示2：当弯曲变形呈“笑脸”时，弯矩为正。提示3：当微元顺时针转动时，剪力为正。4.2.2剪力图和弯矩图剪力图和弯矩图可

3、以直观表示杆件的受力情况，绘制时要注意以下几点：横坐标与杆件平行，纵坐标与杆件垂直，横轴水平时，上方为正，横轴竖直时左边为正。标出特殊点的数值（包括力和力矩的大小和相应的截面位置）。提示：尽可能不画在题图上Q－M图的四点规律1.梁上某段无分布力，Q为水平线，M为斜直线2.有向下的分布力，Q图递减(↘)，M为上凸(⌒)有向上的分布力，Q图递增(↗)，M为下凹()如分布力均匀，Q为斜直线，M为二次抛物线3在集中力作用处，Q图有突变，M图有折角在集中力偶处，弯矩图有突变4某截面Q＝0，则弯矩为极值。可以用叠加法求得Q－M图

4、提示：叠加法求解Q-M图的物理基础材料力学只研究构件在小变形且为弹性变形时的规律，不涉及塑性变形；在弹性变形范围内，构件的应力和应变状态与外力的加载次序无关。叠加法作Q－M图4.3平面弯曲的正应力1几个概念平面弯曲，剪力弯矩横力弯曲纯弯曲剪应力正应力提示：为什么研究梁的正应力？答案：这是因为，工程中的梁通常为细长梁，这种情况下，梁是否发生破坏决定于正应力。建议：同学们课后可以进行计算以加强认识。2平面弯曲中的三个基本关系1变形几何关系——刚性平面假设2物理关系——纵向纤维互不挤压假设3静力平衡关系三讨论正应力与该截面上

5、的弯矩成正比,与离中性轴的距离成正比,与截面的惯性矩成反比中性轴上各点的正应力为零,中性轴两侧分别受拉受压,可根据变形来确定4.最大正应力:4.4惯性矩计算和弯曲强度条件1矩形截面2圆形截面3圆环截面2梁弯曲正应力强度条件根据这一准则可进行三项工作：1截面设计2强度校核3许可载荷计算4.5提高梁抗弯强度的措施提示：提高梁抗弯强度的措施有很多，主要思想包括两个方面：首先是改变构件的结构形式，即减少应力水平低的地方的材料，增加应力水平高的地方的材料；通常是将轴线附近的材料转移到离轴线较远的地方，以充分发挥材料的效能。如选择

6、合理截面，增加抗弯模量和采用变截面梁。其次，改变构件的应力分布，包括改变主动力和被动力两个方面。如合理布置支座和载荷作用位置(减少Mmax)或者分散载荷。例题与习题4-1试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图。题图a题图b解答a解答b第五章剪切与扭转教学目的与要求掌握剪切和扭转的基本概念。内容包括剪切，挤压和扭转的概念；剪应力，剪应变，极惯性矩；掌握薄壁圆筒扭转。掌握实心圆轴的扭转；扭转的刚度条件和强度条件及其工程应用。重点内容5.1剪切和挤压的概念与计算5.1.1剪切的概念剪切的作用效果：力的作用面产生

7、错动；剪切特点：两力大小相等，方向相反，作用线距离很近；剪切力作用在剪切面/错动面上；提示：注意与弯曲的差别：作用线距离不同，作用效果不同。5.2剪切和挤压的计算及强度条件5.2.1剪应力的计算及强度条件假设剪应力τ在截面上均匀分布，τ=Q/AMPa强度条件：τ[τ]，其中：[τ]=τb/nb强度条件为：挤压面积的计算当接触面为平面时，该平面面积即为挤压面积；当挤压面为曲面时，取该面的正投影面积。5.2.3挤压应力计算及强度条件挤压应力计算在截面上均匀分布，5.3扭转与纯剪切5.3.1扭转概念在力偶的作用下，轴的各个

8、横截面绕其轴线做相对转动的现象。特点：作用力为一力偶作用效果：横截面绕其轴线做相对转动提示：注意与剪切的区别：作用力不同，作用效果不同，破坏形式不同5.3.2扭转变形的特点和扭矩计算1变形特点：a.周向线各自绕圆筒轴线转过一定角度，转过角度不同，圆筒大小形状不变。b.纵向线成螺旋状，微体变成平行四边形。扭矩计算——外力矩和电机功率