材料力學(xué)-第三章剪切1

1、1第三章第三章 剪剪 切切21.1.剪切的工程實(shí)例剪切的工程實(shí)例3-3-5 5 剪切和擠壓強(qiáng)度計(jì)算剪切和擠壓強(qiáng)度計(jì)算34螺栓連接螺栓連接鉚釘連接鉚釘連接銷(xiāo)軸連接銷(xiāo)軸連接5剪切受力特點(diǎn)：剪切受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩側(cè)作用在構(gòu)件兩側(cè)面上的外力合力大小相等、方向面上的外力合力大小相等、方向相反且相反且作用線很近作用線很近。變形特點(diǎn)：變形特點(diǎn)：位于兩力之間的截面位于兩力之間的截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)。2.2.剪切的實(shí)用計(jì)算剪切的實(shí)用計(jì)算F FF F得切應(yīng)力計(jì)算公式：得切應(yīng)力計(jì)算公式：AFs切應(yīng)力強(qiáng)度條件：切應(yīng)力強(qiáng)度條件： AFs常由實(shí)驗(yàn)方法確定常由實(shí)驗(yàn)方法確定 假設(shè)切應(yīng)力在剪切面（假設(shè)切應(yīng)力在剪切

2、面（m-mm-m截面）上是均勻分布的截面）上是均勻分布的FFmmFSFmmSFmmF678二、擠壓二、擠壓9bsFbsF擠壓的實(shí)用計(jì)算擠壓的實(shí)用計(jì)算bsbsbsAF 假設(shè)應(yīng)力在擠壓面上是均假設(shè)應(yīng)力在擠壓面上是均勻分布的勻分布的得實(shí)用擠壓應(yīng)力公式得實(shí)用擠壓應(yīng)力公式bsbsbsbsAF擠壓強(qiáng)度條件：擠壓強(qiáng)度條件：bs常由實(shí)驗(yàn)方法確定常由實(shí)驗(yàn)方法確定dAbs* *注意擠壓面面積的計(jì)算注意擠壓面面積的計(jì)算F FF F1011cbFAFbsbsbslbFAFs12第四章第四章 扭扭 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)13第四章第四章 扭扭 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)4-24-2外力偶矩外力偶矩 扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖4-14-1概述概述14一、概一、概

3、述述汽車(chē)傳動(dòng)軸汽車(chē)傳動(dòng)軸4-14-1概述概述15汽車(chē)方向盤(pán)汽車(chē)方向盤(pán)4-14-1概述概述16 扭轉(zhuǎn)變形是指桿件受到大小相等扭轉(zhuǎn)變形是指桿件受到大小相等, ,方向相反且方向相反且作用平面垂直于桿件軸線的力偶作用作用平面垂直于桿件軸線的力偶作用, ,使桿件的橫使桿件的橫截面繞軸線產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。截面繞軸線產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)。 受扭轉(zhuǎn)變形受扭轉(zhuǎn)變形桿件通常為軸類桿件通常為軸類零件，其橫截面零件，其橫截面大都是圓形的。大都是圓形的。所以本章主要介所以本章主要介紹圓軸扭轉(zhuǎn)。紹圓軸扭轉(zhuǎn)。4-14-1概述概述17直接計(jì)算直接計(jì)算4-24-2外力偶矩外力偶矩 扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖1.1.外力偶矩外力偶矩二、外力偶矩二、外

4、力偶矩 扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖18按輸入功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算按輸入功率和轉(zhuǎn)速計(jì)算電機(jī)每秒輸入功：電機(jī)每秒輸入功：外力偶作功完成：外力偶作功完成：)N.m(1000kPW602nMWekPkP已知已知軸轉(zhuǎn)速軸轉(zhuǎn)速n n 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分鐘分鐘輸出功率輸出功率P Pk k 千瓦千瓦求：力偶矩求：力偶矩M Me e4-24-2外力偶矩外力偶矩 扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖19目錄第五章第五章 彎曲彎曲20第五章第五章 彎曲彎曲 5-1 5-1 概述概述 5-2 5-2 梁的載荷與支座梁的載荷與支座0目錄21n5-1 5-1 概述概述起重機(jī)大梁起重機(jī)大梁1目錄22彎曲特點(diǎn)彎曲特點(diǎn)以彎曲變形為主的桿件通常稱為梁以彎

5、曲變形為主的桿件通常稱為梁n5-1 5-1 概述概述目錄23常見(jiàn)彎曲構(gòu)件截面常見(jiàn)彎曲構(gòu)件截面n5-1 5-1 概述概述目錄24平面彎曲平面彎曲具有縱向?qū)ΨQ面具有縱向?qū)ΨQ面外力都作用在此面內(nèi)外力都作用在此面內(nèi)彎曲變形后軸線變成對(duì)稱面內(nèi)的平面曲線彎曲變形后軸線變成對(duì)稱面內(nèi)的平面曲線n5-1 5-1 概述概述目錄25梁的載荷與支座梁的載荷與支座集中載荷集中載荷分布載荷分布載荷集中力偶集中力偶固定鉸支座固定鉸支座活動(dòng)鉸支座活動(dòng)鉸支座固定端固定端n5-2 5-2 梁的載荷與支座梁的載荷與支座2目錄26火車(chē)輪軸簡(jiǎn)化火車(chē)輪軸簡(jiǎn)化n5-2 5-2 梁的載荷與支座梁的載荷與支座目錄27簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)支梁外伸梁外伸梁懸

6、臂梁懸臂梁FAxFAyFByFAxFAyFByFAxFAyMAn5-2 5-2 梁的載荷與支座梁的載荷與支座靜定梁的基本形式靜定梁的基本形式目錄28第六章第六章壓桿穩(wěn)定壓桿穩(wěn)定目錄29.6-1 6-1 基本概念基本概念第六章第六章 壓桿穩(wěn)定壓桿穩(wěn)定6-2 6-2 細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力目錄6-3 6-3 提高壓桿穩(wěn)定性的措施提高壓桿穩(wěn)定性的措施30壓桿的穩(wěn)定性試驗(yàn)壓桿的穩(wěn)定性試驗(yàn)6-1 6-1 基本概念基本概念目錄31壓桿的平衡壓桿的平衡壓力小于臨界力壓力小于臨界力6-1 6-1 基本概念基本概念目錄326-2 6-2 細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力細(xì)長(zhǎng)壓桿的臨界力3334歐拉公式歐拉公式22)(

7、 lEIFcr越大越穩(wěn)定越大越穩(wěn)定crF減小壓桿長(zhǎng)度減小壓桿長(zhǎng)度 l減小長(zhǎng)度系數(shù)減小長(zhǎng)度系數(shù)（增強(qiáng)約束）（增強(qiáng)約束）增大截面慣性矩增大截面慣性矩 I（合理選擇截面形狀）（合理選擇截面形狀）增大彈性模量增大彈性模量 E（合理選擇材料）（合理選擇材料）6-3 6-3 提高壓桿穩(wěn)定性的措施提高壓桿穩(wěn)定性的措施6-3目錄35增大截面慣性矩增大截面慣性矩 I I（合理選擇截面形狀）（合理選擇截面形狀） 6-2 6-2提高壓桿穩(wěn)定性的措施提高壓桿穩(wěn)定性的措施目錄36增大彈性模量增大彈性模量 E E（合理選擇材料）（合理選擇材料）大柔度桿大柔度桿22)( lEIFcr中柔度桿中柔度桿bacr表表 11.21

8、1.2 6-2 6-2提高壓桿穩(wěn)定性的措施提高壓桿穩(wěn)定性的措施目錄37小結(jié)小結(jié)1 1、了解壓桿穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡和臨界、了解壓桿穩(wěn)定平衡、不穩(wěn)定平衡和臨界 載荷的概念載荷的概念2 2、掌握壓桿柔度的計(jì)算方法，以及判斷大、掌握壓桿柔度的計(jì)算方法，以及判斷大 柔度、中柔度、小柔度壓桿的原則柔度、中柔度、小柔度壓桿的原則3 3、熟知壓桿臨界應(yīng)力總圖，能根據(jù)壓桿的、熟知壓桿臨界應(yīng)力總圖，能根據(jù)壓桿的 類別選用合適的公式計(jì)算臨界應(yīng)力類別選用合適的公式計(jì)算臨界應(yīng)力4 4、掌握簡(jiǎn)單壓桿的穩(wěn)定計(jì)算方法、掌握簡(jiǎn)單壓桿的穩(wěn)定計(jì)算方法5 5、了解提高壓桿穩(wěn)定性的主要措施、了解提高壓桿穩(wěn)定性的主要措施目錄38第七章

9、第七章 組合變形組合變形目錄39第七章第七章 組合變形組合變形7-1 7-1 概述概述7-2 7-2 斜彎曲斜彎曲7-3 7-3 拉（壓）彎組合變形拉（壓）彎組合變形7-4 7-4 彎扭組合變形彎扭組合變形7-5 7-5 組合變形的普遍情形組合變形的普遍情形目錄目錄407-1 7-1 概概 述述壓彎組合變形壓彎組合變形組合變形工程實(shí)例組合變形工程實(shí)例7-1目錄41拉彎組合變形拉彎組合變形組合變形工程實(shí)例組合變形工程實(shí)例7-1 7-1 概概 述述目錄42疊加原理疊加原理 構(gòu)件在小變形和服從胡克定理的條件下，力的構(gòu)件在小變形和服從胡克定理的條件下，力的獨(dú)立性原理是成立的。即所有載荷作用下的內(nèi)力、獨(dú)立性原理是成立的。即所有載荷作用下的內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變等是各個(gè)單獨(dú)載荷作用下的值的疊加應(yīng)力、應(yīng)變等是各個(gè)單獨(dú)載荷作用下的值的疊加 解決組合變形的基本方法是將其分解為幾種基解決組合變形的基本方法是將其分解為幾種基本變形；分別考慮各個(gè)基本變形時(shí)構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)本變形；分別考慮各個(gè)基本變形時(shí)構(gòu)件的內(nèi)力、應(yīng)力、應(yīng)變等；最后進(jìn)行疊加。力、應(yīng)變等；最后進(jìn)行疊加。7-1 7-1 概概 述述目錄43研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容斜彎曲斜彎曲拉（壓）彎組合變形拉（壓）彎組合變形彎扭組合變形彎扭組合變形外力分析外力分析內(nèi)力