微課件－材料力學(xué)的基本概念課件講解

微課件－材料力學(xué)的基本概念輪機(jī)工程學(xué)院陳培紅主講相關(guān)知識(shí)－－衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)2材料力學(xué)的基本概念N01衡量構(gòu)件承載能力

的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度穩(wěn)定性剛度相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)3材料力學(xué)的基本概念N011.強(qiáng)度要求

定義：指構(gòu)件抵抗破壞(斷裂或產(chǎn)生明顯的塑性變形）的能力。實(shí)例：起重鋼索被重物拉斷，缸蓋螺栓，齒輪輪齒折斷，橋梁的斷裂，軸的斷裂。強(qiáng)度指抵抗破壞和變形的能力。（）空氣壓縮機(jī)的活塞桿工作中，在載荷反復(fù)作用下折斷，屬于強(qiáng)度問題。（）練一練相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)5材料力學(xué)的基本概念N012.剛度要求

定義：指構(gòu)件抵抗變形的能力。實(shí)指彈性變形。實(shí)例：機(jī)床主軸變形過大→剛度不足導(dǎo)致加工零件精度達(dá)不到。齒輪軸彎曲變形過大，軸上的齒輪嚙合不良，軸承磨損不均勻而加劇。相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)6材料力學(xué)的基本概念N013.穩(wěn)定性要求定義：是指構(gòu)件保持其原有平衡狀態(tài),抵抗失穩(wěn)的能力。壓桿保持其原有直線平衡狀態(tài)的能力，即為壓桿的穩(wěn)定性。實(shí)例：常見于受壓細(xì)長(zhǎng)桿?；钊麠U、柴油機(jī)頂桿、千斤頂螺桿、起貨機(jī)吊桿、桁架結(jié)構(gòu)的壓桿?；钊麠U相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)7材料力學(xué)的基本概念N01防止失穩(wěn)的措施將壓桿的材料布置得離軸線遠(yuǎn)一點(diǎn)實(shí)心桿→圓環(huán)形－－－材料徑向向四周跑中間截面放大，兩端截面縮小腰鼓形－－－－材料軸向往中間跑相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)8材料力學(xué)的基本概念N01討論1、構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性與材料、截面形狀和大小等均有關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)，材料越好，截面尺寸越大，其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性越好。但會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性等下降→強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性不是越高越好。2、構(gòu)件需要足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，材料力學(xué)的任務(wù)是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料。軸空心圓形，梁要3/2矩形。相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式9材料力學(xué)的基本概念N01桿直桿等直桿變截面桿曲桿定義：桿件的幾何特征是長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面尺寸。軸線：橫截面形心連線為軸線。橫截面與桿件軸線關(guān)系：正交變截面：形狀尺寸不全相等。１.桿桿件變形的四種基本形式軸向拉壓彎曲扭轉(zhuǎn)剪切２.四種基本形式相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式①軸向拉伸和壓縮受力特征：受一對(duì)作用線與桿軸線重合的外力的作用變形特征：沿桿的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)或縮短

軸向壓縮pppp相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式

軸向拉伸實(shí)例：活塞桿(受壓)，連桿(拉壓),缸蓋螺栓(受拉)。②剪切

受力特征：受一對(duì)大小相等，指向相反，作用線相距佷近的橫向外力的作用。變形特征：橫截面沿外力作用方向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式pp剪切面實(shí)例：鉚釘聯(lián)接兩受力不同的鋼板時(shí)，鉚釘受剪切?；钊N,連桿大端螺栓。③扭轉(zhuǎn)

mm受力特征：一對(duì)大小相等轉(zhuǎn)向相反，作用面垂直于桿軸線的外力偶的作用。變形特征：相鄰橫截面將繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而軸線仍維持直線。相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式實(shí)例：艉軸、中間軸，萬(wàn)向軸，噴油泵傳動(dòng)軸、電動(dòng)機(jī)的主軸（空心軸）④彎曲受力特征：由垂直于桿件軸線的外力（通常稱為橫向力）或一對(duì)大小相等、方向相反的力偶作用于桿的縱向?qū)ΨQ平面內(nèi)變形特征：軸線由直線的變成曲線相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式實(shí)例：各種梁。中性層縱向?qū)ΨQ面中性軸bdacabcdMM相關(guān)知識(shí)－－衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)15材料力學(xué)的基本概念N01衡量構(gòu)件承載能力

的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度穩(wěn)定性剛度相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)16材料力學(xué)的基本概念N011.強(qiáng)度要求

定義：指構(gòu)件抵抗破壞(斷裂或產(chǎn)生明顯的塑性變形）的能力。實(shí)例：起重鋼索被重物拉斷，缸蓋螺栓，齒輪輪齒折斷，橋梁的斷裂，軸的斷裂。強(qiáng)度指抵抗破壞和變形的能力。（）空氣壓縮機(jī)的活塞桿工作中，在載荷反復(fù)作用下折斷，屬于強(qiáng)度問題。（）練一練相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)18材料力學(xué)的基本概念N012.剛度要求

定義：指構(gòu)件抵抗變形的能力。實(shí)指彈性變形。實(shí)例：機(jī)床主軸變形過大→剛度不足導(dǎo)致加工零件精度達(dá)不到。齒輪軸彎曲變形過大，軸上的齒輪嚙合不良，軸承磨損不均勻而加劇。相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)19材料力學(xué)的基本概念N013.穩(wěn)定性要求定義：是指構(gòu)件保持其原有平衡狀態(tài),抵抗失穩(wěn)的能力。壓桿保持其原有直線平衡狀態(tài)的能力，即為壓桿的穩(wěn)定性。實(shí)例：常見于受壓細(xì)長(zhǎng)桿。活塞桿、柴油機(jī)頂桿、千斤頂螺桿、起貨機(jī)吊桿、桁架結(jié)構(gòu)的壓桿。活塞桿相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)20材料力學(xué)的基本概念N01防止失穩(wěn)的措施將壓桿的材料布置得離軸線遠(yuǎn)一點(diǎn)實(shí)心桿→圓環(huán)形－－－材料徑向向四周跑中間截面放大，兩端截面縮小腰鼓形－－－－材料軸向往中間跑相關(guān)知識(shí)一、衡量構(gòu)件承載能力的標(biāo)準(zhǔn)21材料力學(xué)的基本概念N01討論1、構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性與材料、截面形狀和大小等均有關(guān)系，一般說(shuō)來(lái)，材料越好，截面尺寸越大，其強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性越好。但會(huì)導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性等下降→強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性不是越高越好。2、構(gòu)件需要足夠的強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性，材料力學(xué)的任務(wù)是在滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的要求下，以最經(jīng)濟(jì)的代價(jià)，為構(gòu)件確定合理的形狀和尺寸，選擇適宜的材料。軸空心圓形，梁要3/2矩形。相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式22材料力學(xué)的基本概念N01桿直桿等直桿變截面桿曲桿定義：桿件的幾何特征是長(zhǎng)度遠(yuǎn)大于橫截面尺寸。軸線：橫截面形心連線為軸線。橫截面與桿件軸線關(guān)系：正交變截面：形狀尺寸不全相等。１.桿桿件變形的四種基本形式軸向拉壓彎曲扭轉(zhuǎn)剪切２.四種基本形式相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式①軸向拉伸和壓縮受力特征：受一對(duì)作用線與桿軸線重合的外力的作用變形特征：沿桿的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)或縮短

軸向壓縮pppp相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式

軸向拉伸實(shí)例：活塞桿(受壓)，連桿(拉壓),缸蓋螺栓(受拉)。②剪切

受力特征：受一對(duì)大小相等，指向相反，作用線相距佷近的橫向外力的作用。變形特征：橫截面沿外力作用方向發(fā)生錯(cuò)動(dòng)。相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式pp剪切面實(shí)例：鉚釘聯(lián)接兩受力不同的鋼板時(shí)，鉚釘受剪切?；钊N,連桿大端螺栓。③扭轉(zhuǎn)

mm受力特征：一對(duì)大小相等轉(zhuǎn)向相反，作用面垂直于桿軸線的外力偶的作用。變形特征：相鄰橫截面將繞軸線發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，而軸線仍維持直線。相關(guān)知識(shí)二、桿件的四種基本變形形式實(shí)例：艉軸、中間