軸向拉壓桿的強度計算 九源授課課件

1、軸向軸向桿的強度計算桿的強度計算重慶九源教育分享模模塊塊一一任任務(wù)務(wù)設(shè)設(shè)置置（一）任務(wù)情景（一）任務(wù)情景任務(wù)任務(wù)：公路上一小橋，公路上一小橋，每個橋墩需承受外部荷載每個橋墩需承受外部荷載為為2500KN，使用，使用C25混凝土砌筑橋墩，橋混凝土砌筑橋墩，橋墩截面尺截面墩截面尺截面 尺寸為尺寸為（400400mm），如不），如不計截面中鋼筋承受的應(yīng)力，計截面中鋼筋承受的應(yīng)力，試校核橋墩是否滿足強度試校核橋墩是否滿足強度要求？如不滿足，采取什要求？如不滿足，采取什么樣的措施進行改善？么樣的措施進行改善？ （二）任務(wù)分析細化（二）任務(wù)分析細化細化問題一，用什么物理量來描述材料強度？用什么物理量來描述

2、材料強度？ 細化問題二，探尋構(gòu)件符合正應(yīng)力強度條件？探尋構(gòu)件符合正應(yīng)力強度條件？細化問題三，探尋強度和面積之間的科學關(guān)系？探尋強度和面積之間的科學關(guān)系？模模塊塊一一任任務(wù)務(wù)設(shè)設(shè)置置學生活動：學生活動： 組建探究小組組建探究小組每組每組4-54-5名學生名學生 明確探究任務(wù)明確探究任務(wù)完成三個細化任完成三個細化任 務(wù)，尋找思路，最終解決情景大任務(wù)。務(wù)，尋找思路，最終解決情景大任務(wù)。模模塊塊一一任任務(wù)務(wù)設(shè)設(shè)置置討論問題（一）模模塊塊二二課課題題探探討討1.強度：物體抵抗力的能力。小問題：物體運動快慢可用速度這個物理量來表示 ，物體強度用什么物理量來表示？ 拉、壓桿問題只研究軸向力對桿件的壓縮或拉伸

3、拉、壓桿問題只研究軸向力對桿件的壓縮或拉伸問題，即抗拉或抗壓強度問題。問題，即抗拉或抗壓強度問題。2.觀察圖示回答問題小問題：桿件A和桿件B分別用力F1和F2剛好被拉斷，如果F1 F2時，A材料比B材料抗拉，對么？模模塊塊二二課課題題探探討討圖示F1F2 AF2F1B如果F1 F2時，且SA=SB，是否可以判斷誰的抗拉強度大。 探究結(jié)果：反應(yīng)軸向抗拉、抗壓強度的物理量與物體受力和截面積有關(guān)。 我們可以用應(yīng)力來表示強度的大小模模塊塊二二課課題題探探討討圖示F1F2 AF2F1B3.許用應(yīng)力：保證構(gòu)件安全可靠工作所容許的最大應(yīng)力值。 為極限應(yīng)力，n為的安全系數(shù)。模模塊塊二二課課題題探探討討=0n討

4、論問題（二）(1.)觀察視頻觀察視頻模模塊塊二二課課題題探探討討思考：受壓物體發(fā)生破壞的過程。思考：受壓物體發(fā)生破壞的過程。 軸向壓力作用下物體并沒有馬上發(fā)生破壞，當施加的外力達到一定程度時，桿件才發(fā)生破壞。模模塊塊二二課課題題探探討討模模塊塊二二課課題題探探討討(2.)引導學生分組討論破壞的原因引導學生分組討論破壞的原因討論結(jié)果外部施加的壓力使截面產(chǎn)生的正應(yīng)力外部施加的壓力使截面產(chǎn)生的正應(yīng)力大于大于材料本身能承受的最大的應(yīng)力時材料材料本身能承受的最大的應(yīng)力時材料破壞破壞 (3.)總結(jié)學生討論結(jié)果給出正應(yīng)力總結(jié)學生討論結(jié)果給出正應(yīng)力強度條件公式強度條件公式 為保證拉壓桿具備足夠的強度，最大工作

5、應(yīng)力max不能超過材料的許用應(yīng)力。即其強度條件是： maxmaxNFA模模塊塊二二課課題題探探討討最大工作應(yīng)力max 許用應(yīng)力討論問題（三）1.觀看圖示提出問題模模塊塊二二課課題題探探討討圖示F1A1A2F1F1F1問題（1）同種材料制成A1、A2（A1A2）不同截面面積的桿件，受到大小相同軸向壓力F1時，哪個桿件相對更安全?問題（2）同種材料制成兩個相同截面的桿件，受到大小不同軸向壓力F1、F2(F1F2)時，哪個桿件相對更安全?模模塊塊二二課課題題探探討討圖示F1F2 AF2F13.請思考構(gòu)件截面-軸向外力-構(gòu)件正應(yīng)力強度三者之間的關(guān)系。2.總結(jié)小組分析結(jié)論正確答案：（1）截面面積為A2的

6、桿件更安全。 （2）受較小F2力的桿件更安全。 maxmaxNFA聯(lián)系正應(yīng)力強度公式思考模模塊塊二二課課題題探探討討4.基本公式變形及應(yīng)用 ：（1）變形： AN/ 應(yīng)用 截面設(shè)計（2）變形： PA 應(yīng)用確定許用荷載模模塊塊二二課課題題探探討討模模塊塊三三實實際際應(yīng)應(yīng)用用力學方式歸納情景任務(wù)力學方式歸納情景任務(wù)長方體C25混凝土(=12.5Mp)桿件，截面尺截面 尺寸為（400400mm），桿件受外部軸向壓荷載2500KN，試校核桿件是否滿足強度要求？如不滿足，采取什么樣的措施進行改善？ maxmaxNFA1.強度校核：強度校核：2500000/(400400)=15.625Mp12.5Mp工作

7、應(yīng)力大于許用應(yīng)力，桿件不安全。思路1變形應(yīng)用： AN/ 2400000/12.5 =192000mm2 因為橋墩尺寸需為50mm的整倍數(shù)，所以思路1將橋墩尺寸改為450450mm ，截面面積為202500mm2 2.改善方案改善方案.模模塊塊三三實實際際應(yīng)應(yīng)用用思路2變形應(yīng)用： PA 40040012.5 =2000KN思路解決方法 ，將工作荷載降到2000KN以下即可滿足要求。 2.改善方案改善方案.模模塊塊三三實實際際應(yīng)應(yīng)用用模模塊塊四四歸歸納納總總結(jié)結(jié) 難點:基本公式變形及應(yīng)用 （1）變形： AN/ 應(yīng)用 截面設(shè)計（2）變形： PA 應(yīng)用確定許用荷載 maxmaxNFA重點：強度校核公式 三角形屋頂如圖所示，已知：均布荷載密度三角形屋頂如圖所示，已知：均布荷載密度q=4.2kN/m, AB桿許用應(yīng)力桿許用應(yīng)力 =