名義擠壓應(yīng)力課件

§2.3受拉壓直桿的強(qiáng)度計(jì)算§2.3受拉壓直桿的強(qiáng)度計(jì)算1工程實(shí)例問(wèn)題：受拉壓直桿橫截面上的應(yīng)力應(yīng)該控制到多大合適？工程實(shí)例問(wèn)題：受拉壓直桿橫截面上的應(yīng)力應(yīng)該控制到多大合適？2受拉直桿的強(qiáng)度條件工作應(yīng)力橫截面上的應(yīng)力：簡(jiǎn)單拉伸：工作載荷強(qiáng)度條件即：工作應(yīng)力最大的截面處的應(yīng)力，必須小于等于材料的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力受拉直桿的強(qiáng)度條件工作應(yīng)力橫截面上的應(yīng)力：簡(jiǎn)單拉伸：工作載荷3受拉直桿的強(qiáng)度條件簡(jiǎn)單拉伸（壓縮）：一般拉伸（壓縮）：危險(xiǎn)截面上的軸力危險(xiǎn)截面的截面面積受拉直桿的強(qiáng)度條件簡(jiǎn)單拉伸（壓縮）：一般拉伸（壓縮）：危險(xiǎn)截4許用應(yīng)力構(gòu)件失效由于材料的力學(xué)行為而使構(gòu)件喪失正常工作能力的現(xiàn)象。強(qiáng)度失效

由于材料的屈服或斷裂而引起的失效。強(qiáng)度失效塑性屈服脆性斷裂極限應(yīng)力構(gòu)件在工作時(shí)，產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形或斷裂時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用σlim表示。塑性材料：σlim=σsorσ0.2脆性材料：σlim=σb許用應(yīng)力構(gòu)件失效由于材料的力學(xué)行為而使構(gòu)件喪失正常工作5許用應(yīng)力安全系數(shù)：n>1塑性材料：脆性材料：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。許用應(yīng)力安全系數(shù)：n>1塑性材料：脆性材料：許用應(yīng)力：保證構(gòu)6安全系數(shù)安全系數(shù)的選取n→1，偏小，[σ]→σ

lim，不安全；n過(guò)大，[σ]偏小，安全性足夠，材料未得到充分利用，設(shè)備笨重，不經(jīng)濟(jì)。選取安全系數(shù)的原因：（1）構(gòu)件實(shí)際工作情況與設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所設(shè)想的條件不一致的補(bǔ)償，并且不能確切估計(jì)這種差異所帶來(lái)的不安全因素；因此采用n來(lái)補(bǔ)償。（2）給構(gòu)件必要的強(qiáng)度儲(chǔ)備。安全系數(shù)安全系數(shù)的選取n→1，偏小，[σ]→σlim7強(qiáng)度條件的應(yīng)用校核強(qiáng)度判斷構(gòu)件是否安全可靠。設(shè)計(jì)截面確定構(gòu)件截面形狀和尺寸。確定許可載荷確定構(gòu)件所能承受的最大安全載荷。強(qiáng)度條件的應(yīng)用校核強(qiáng)度判斷構(gòu)件是否安全可靠。設(shè)計(jì)截面確8例題分析例2-5：某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對(duì)吊桿的作用力為10kN；吊桿材料為Q235-A鋼，許用應(yīng)力[s]＝125MPa；吊桿選用直徑為8毫米的圓鋼，試校核其強(qiáng)度。解：按強(qiáng)度條件強(qiáng)度不夠，選用12mm的圓鋼：例題分析例2-5：某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對(duì)吊9第三章剪切和擠壓第三章剪切和擠壓10剪切變形工程中的連接零件銷釘鍵剪切變形工程中的連接零件銷釘鍵11剪切變形鉚釘焊縫剪切變形鉚釘焊縫12剪切變形受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩個(gè)側(cè)面上的橫向外力的合力，大小相等，方向相反，且作用線相距很近，并垂直于構(gòu)件的軸線。變形特點(diǎn)：兩外力作用線間截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，由矩形變?yōu)槠叫兴倪呅?。剪切變形受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩個(gè)側(cè)面上的橫向外力的合力，大小13剪切變形雙剪切剪力剪切變形雙剪切剪力14剪力剪切面上的內(nèi)力——剪力QQPPQ=P剪切面上的剪力：數(shù)值上等于剪切面一側(cè)所有橫向外力的代數(shù)和；方向與橫截面平行。剪力剪切面上的內(nèi)力——剪力QQPPQ=P剪切面上的剪力：15剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：剪力Q在橫截面上均勻分布。剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算式注意：

τ不是剪切面上各點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力，而是平均應(yīng)力。名義剪應(yīng)力剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：剪力Q在橫截面上均勻分布。剪應(yīng)力的實(shí)用16剪切強(qiáng)度條件[τ]的確定：1）通過(guò)材料的剪切試驗(yàn)來(lái)確定；2）由材料拉伸時(shí)的許用應(yīng)力[σ]來(lái)估算。脆性材料：[τ]=（0.8~1.0)[σ]塑性材料：[τ]=（0.6~0.8)[σ]剪切強(qiáng)度條件[τ]的確定：2）由材料拉伸時(shí)的許17擠壓的概念QPjy連接件接觸表面間相互壓緊，使表面局部受壓的現(xiàn)象，稱為擠壓。擠壓面σjy擠壓的概念QPjy連接件接觸表面間相互壓緊，使表面局部受壓的18擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：擠壓力Pjy在擠壓面上均勻分布。擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算式名義擠壓應(yīng)力擠壓面積擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：擠壓力Pjy在擠壓面上均勻分布。擠壓19擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算擠壓面積Ajy的計(jì)算：A、擠壓面為平面，接觸面即為Ajy；B、擠壓面為圓柱面，以擠壓圓柱面的正投影作擠壓面積。擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算擠壓面積Ajy的計(jì)算：20擠壓強(qiáng)度條件[σjy

]的確定：1）通過(guò)材料的擠壓試驗(yàn)來(lái)確定；2）由材料拉伸時(shí)的許用應(yīng)力[σ]來(lái)估算。塑性材料：[σjy

]=（1.7~2.0)[σ]脆性材料：[σjy

]=（2.0~2.5)[σ]注意：當(dāng)相互擠壓的兩種材料不同時(shí)，許用擠壓應(yīng)力應(yīng)按抗擠壓能力較弱的材料來(lái)確定。擠壓強(qiáng)度條件[σjy]的確定：2）由材料拉伸21例題分析例3-1：拉桿用4個(gè)相同的鉚釘固定于格板上，鉚釘?shù)牟牧吓c拉桿相同。已知P=80kN，b=80mm，t=10mm，d=16mm，s=3d，[σ]=160MPa，[τ]=100MPa，[σjy]=300MPa。試校核鉚釘和拉桿的強(qiáng)度。例題分析例3-1：拉桿用4個(gè)相同的鉚釘固定于格板上，鉚釘?shù)牟?2例題分析解：1、校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度2、校核鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度例題分析解：1、校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度2、校核鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度23例題分析3、校核拉桿的拉伸強(qiáng)度PP/4P/4P/4P/4危險(xiǎn)截面P3P/42P/4P/4軸力圖例題分析3、校核拉桿的拉伸強(qiáng)度PP/4P/4P/4P/4危險(xiǎn)24例題分析例3-2：如圖所示沖床，Pmax=400kN，沖頭［σ］=400MPa，沖剪鋼板τb=360MPa，設(shè)計(jì)沖頭的最小直徑值及鋼板厚度最大值。解：（1）按沖頭壓縮強(qiáng)度計(jì)算d：例題分析例3-2：如圖所示沖床，Pmax=400kN，沖頭［25例題分析（2）按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算t：例題分析（2）按鋼板剪切強(qiáng)度計(jì)算t：26例題分析例3-3：傳動(dòng)軸的直徑d=50mm，平鍵傳遞力偶m=720N·m。已知鍵材料為A6鋼，[τ]=110MPa，[σjy]=250MPa，試選擇平鍵并校核其強(qiáng)度。解：查鍵的標(biāo)準(zhǔn)：d=50mm，平鍵：b=16mm，h=10mm，l=45mm例題分析例3-3：傳動(dòng)軸的直徑d=50mm，平鍵傳遞力偶m=27例題分析1）求外力Pblh/2P剪切面擠壓面2）校核剪切強(qiáng)度例題分析1）求外力Pblh/2P剪切面擠壓面2）校核剪切強(qiáng)度28例題分析3）校核擠壓強(qiáng)度例題分析3）校核擠壓強(qiáng)度29例題分析例3-4：焊接的計(jì)算45°tt1k側(cè)面填角焊縫剪切面積A=2lksin45°例題分析例3-4：焊接的計(jì)算45°tt1k側(cè)面填角焊縫剪切面30§2.3受拉壓直桿的強(qiáng)度計(jì)算§2.3受拉壓直桿的強(qiáng)度計(jì)算31工程實(shí)例問(wèn)題：受拉壓直桿橫截面上的應(yīng)力應(yīng)該控制到多大合適？工程實(shí)例問(wèn)題：受拉壓直桿橫截面上的應(yīng)力應(yīng)該控制到多大合適？32受拉直桿的強(qiáng)度條件工作應(yīng)力橫截面上的應(yīng)力：簡(jiǎn)單拉伸：工作載荷強(qiáng)度條件即：工作應(yīng)力最大的截面處的應(yīng)力，必須小于等于材料的許用應(yīng)力。許用應(yīng)力受拉直桿的強(qiáng)度條件工作應(yīng)力橫截面上的應(yīng)力：簡(jiǎn)單拉伸：工作載荷33受拉直桿的強(qiáng)度條件簡(jiǎn)單拉伸（壓縮）：一般拉伸（壓縮）：危險(xiǎn)截面上的軸力危險(xiǎn)截面的截面面積受拉直桿的強(qiáng)度條件簡(jiǎn)單拉伸（壓縮）：一般拉伸（壓縮）：危險(xiǎn)截34許用應(yīng)力構(gòu)件失效由于材料的力學(xué)行為而使構(gòu)件喪失正常工作能力的現(xiàn)象。強(qiáng)度失效

由于材料的屈服或斷裂而引起的失效。強(qiáng)度失效塑性屈服脆性斷裂極限應(yīng)力構(gòu)件在工作時(shí)，產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形或斷裂時(shí)的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用σlim表示。塑性材料：σlim=σsorσ0.2脆性材料：σlim=σb許用應(yīng)力構(gòu)件失效由于材料的力學(xué)行為而使構(gòu)件喪失正常工作35許用應(yīng)力安全系數(shù)：n>1塑性材料：脆性材料：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。許用應(yīng)力安全系數(shù)：n>1塑性材料：脆性材料：許用應(yīng)力：保證構(gòu)36安全系數(shù)安全系數(shù)的選取n→1，偏小，[σ]→σ

lim，不安全；n過(guò)大，[σ]偏小，安全性足夠，材料未得到充分利用，設(shè)備笨重，不經(jīng)濟(jì)。選取安全系數(shù)的原因：（1）構(gòu)件實(shí)際工作情況與設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)所設(shè)想的條件不一致的補(bǔ)償，并且不能確切估計(jì)這種差異所帶來(lái)的不安全因素；因此采用n來(lái)補(bǔ)償。（2）給構(gòu)件必要的強(qiáng)度儲(chǔ)備。安全系數(shù)安全系數(shù)的選取n→1，偏小，[σ]→σlim37強(qiáng)度條件的應(yīng)用校核強(qiáng)度判斷構(gòu)件是否安全可靠。設(shè)計(jì)截面確定構(gòu)件截面形狀和尺寸。確定許可載荷確定構(gòu)件所能承受的最大安全載荷。強(qiáng)度條件的應(yīng)用校核強(qiáng)度判斷構(gòu)件是否安全可靠。設(shè)計(jì)截面確38例題分析例2-5：某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對(duì)吊桿的作用力為10kN；吊桿材料為Q235-A鋼，許用應(yīng)力[s]＝125MPa；吊桿選用直徑為8毫米的圓鋼，試校核其強(qiáng)度。解：按強(qiáng)度條件強(qiáng)度不夠，選用12mm的圓鋼：例題分析例2-5：某化工廠管道吊架如下圖所示。設(shè)管道重量對(duì)吊39第三章剪切和擠壓第三章剪切和擠壓40剪切變形工程中的連接零件銷釘鍵剪切變形工程中的連接零件銷釘鍵41剪切變形鉚釘焊縫剪切變形鉚釘焊縫42剪切變形受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩個(gè)側(cè)面上的橫向外力的合力，大小相等，方向相反，且作用線相距很近，并垂直于構(gòu)件的軸線。變形特點(diǎn)：兩外力作用線間截面發(fā)生相對(duì)錯(cuò)動(dòng)，由矩形變?yōu)槠叫兴倪呅?。剪切變形受力特點(diǎn)：作用在構(gòu)件兩個(gè)側(cè)面上的橫向外力的合力，大小43剪切變形雙剪切剪力剪切變形雙剪切剪力44剪力剪切面上的內(nèi)力——剪力QQPPQ=P剪切面上的剪力：數(shù)值上等于剪切面一側(cè)所有橫向外力的代數(shù)和；方向與橫截面平行。剪力剪切面上的內(nèi)力——剪力QQPPQ=P剪切面上的剪力：45剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：剪力Q在橫截面上均勻分布。剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算式注意：

τ不是剪切面上各點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)力，而是平均應(yīng)力。名義剪應(yīng)力剪應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：剪力Q在橫截面上均勻分布。剪應(yīng)力的實(shí)用46剪切強(qiáng)度條件[τ]的確定：1）通過(guò)材料的剪切試驗(yàn)來(lái)確定；2）由材料拉伸時(shí)的許用應(yīng)力[σ]來(lái)估算。脆性材料：[τ]=（0.8~1.0)[σ]塑性材料：[τ]=（0.6~0.8)[σ]剪切強(qiáng)度條件[τ]的確定：2）由材料拉伸時(shí)的許47擠壓的概念QPjy連接件接觸表面間相互壓緊，使表面局部受壓的現(xiàn)象，稱為擠壓。擠壓面σjy擠壓的概念QPjy連接件接觸表面間相互壓緊，使表面局部受壓的48擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：擠壓力Pjy在擠壓面上均勻分布。擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算式名義擠壓應(yīng)力擠壓面積擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算假設(shè)：擠壓力Pjy在擠壓面上均勻分布。擠壓49擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算擠壓面積Ajy的計(jì)算：A、擠壓面為平面，接觸面即為Ajy；B、擠壓面為圓柱面，以擠壓圓柱面的正投影作擠壓面積。擠壓應(yīng)力的實(shí)用計(jì)算擠壓面積Ajy的計(jì)算：50擠壓強(qiáng)度條件[σjy

]的確定：1）通過(guò)材料的擠壓試驗(yàn)來(lái)確定；2）由材料拉伸時(shí)的許用應(yīng)力[σ]來(lái)估算。塑性材料：[σjy

]=（1.7~2.0)[σ]脆性材料：[σjy

]=（2.0~2.5)[σ]注意：當(dāng)相互擠壓的兩種材料不同時(shí)，許用擠壓應(yīng)力應(yīng)按抗擠壓能力較弱的材料來(lái)確定。擠壓強(qiáng)度條件[σjy]的確定：2）由材料拉伸51例題分析例3-1：拉桿用4個(gè)相同的鉚釘固定于格板上，鉚釘?shù)牟牧吓c拉桿相同。已知P=80kN，b=80mm，t=10mm，d=16mm，s=3d，[σ]=160MPa，[τ]=100MPa，[σjy]=300MPa。試校核鉚釘和拉桿的強(qiáng)度。例題分析例3-1：拉桿用4個(gè)相同的鉚釘固定于格板上，鉚釘?shù)牟?2例題分析解：1、校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度2、校核鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度例題分析解：1、校核鉚釘?shù)募羟袕?qiáng)度2、校核鉚釘?shù)臄D壓強(qiáng)度53例題分析3、校核拉桿的