材料力学—— 拉压杆的强度条件及其应用.ppt

第四讲内容目录
巴三
§2-7失效、安全因数和强度计算
第四讲的内容、要求、重难点
教学内容:
拉压杆的强度计算。
教学要求:
1、了解危险面、危险点的概念;
2、理解工作应力、极限应力、许用应力的
区别联系;
3、掌握拉压杆的强度条件的三大应用
重点:拉压杆的强度计算
难点:拉压杆的强度条件的应用。
学时安排:2学时
§2-7失效、安全因数和强度计算
碳钢压缩应力
A O(MPa)
o(MPa)
应变曲线
400
600
低碳钢拉伸
灰铸铁的
应力应变曲线
压缩曲线
灰铸铁的
拉伸曲线
、基本概念
1、三种应力
(1)极限应力u:构件在外力作用下,当内力达到一定数
值时,材料就会发生破坏,这时,材料内破坏点处对应的应
力就称为危险应力或极限应力
§2-7失效、安全因数和强度计算
塑性材料屈服极限σ作为塑性材料的极限应力。
三脆性材料——强度极限∝作为脆性材料的极限应力。
(2)工作应力:构件在外力作用下正常工作时横截面上点
的正应力
(3)许用应力:工程实际中材料安全、经济工作所允许的
理论上的最大值
三(4)安全因素n:材料要有安全储备,n为大于1的系数
0塑性材料[]=,n,∈(217)
②脆性材料[G]=,n∈(2,3或更大
§2-7失效、安全因数和强度计算
讨论安全系数:
标准强度与许用应力的比值,是构件工作的安全储备。
月,确定安全系数要兼顾经济与安全,考虑以下几方面:
(1)极限应力的差异;
(2)构件横截面尺寸的变异;
(3)荷载的变异
(4)计算简图与实际结构的差异;
(5)考虑强度储备
§2-7失效、安全因数和强度计算
(5)危险面、危险点
危险面:轴力绝对值最大、横截面最小、两者居中
危险点:危险横截面上各点正应力最大
3、强度条件
(1)塑性构件在荷载作用下正常工作条件是:
A
三.(2)脆性构件在荷载作用下正常工作条件是:
A
§2-7失效、安全因数和强度计算
、强度计算
对于轴向拉压构件,因σ=F/A,于是根据强度条件,
G我们可以解决--强度条件的三大应用
A
、强度校核(判断构件是否破坏)
A
2、设计截面(构件安全工作时的合理截面形状和大小)
A≥
max
3、许可载荷的确定(构件最大承载能力的确定)
N工,max
§2-7失效、安全因数和强度计算
≤4强度校核(判断构件是否破坏)
A
已知杆件的几何尺寸、受力大小以及许用应力,校
核杆件或结构的强度是否安全,也就是验证是否符
合强度条件。如果符合,则杆件或结构的强度是安
三全的;否则,是不安全的。
成立,安全拉压强
Nmax
度足够
max
A
不成立,不安全或
拉压强度不够
§2-7失效、安全因数和强度计算
g4设计截面(构件安全工作时的合理截面形状和大小)
已知杆件的受力大小以及许用应力,根据强度条件,
计算所需要的杆件横截面面积,进而设计处出合理的横
截面尺寸。
A≥
A
式中N和A分别为产生最大正应力的危险横截面上
的轴力和面积。
对于工字钢、角钢、槽钢等型钢可以根据所计算出
的面积A来查表选择型号
§2-7失效、安全因数和强度计算
4确定许可载荷( allowable load
巴三
根据强度条件,确定杆件或结构所能承受的最
大轴力,进而求得所能承受的外加载荷
F—A
F≤a|A
式中N]为许用载荷