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《軸向拉伸與壓縮時(shí)桿件的強(qiáng)度計(jì)算》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第六節(jié)軸向拉伸與壓縮時(shí)桿件的強(qiáng)度計(jì)算一、極限應(yīng)力許用應(yīng)力安全因素使材料喪失能力的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力,用表示。構(gòu)件在工作時(shí)所允許的最大應(yīng)力稱為許用應(yīng)力,用表示。安全因素。(6-1)對(duì)于塑性材料,或是極限應(yīng)力,因此許用應(yīng)力為極限應(yīng)力除以大于1的系數(shù)得出許用應(yīng)力,稱為對(duì)于脆性材料,是極限應(yīng)力,因此許用應(yīng)力為式中,為對(duì)應(yīng)于塑性材料的安全因素,一般??;為對(duì)應(yīng)于脆性材料的安全因素,一般取。確定安全因素的數(shù)值時(shí),一般考慮以下幾個(gè)方面的因素:1)載荷分析和計(jì)算的精確程度。2)材料的不均勻性的估計(jì)的準(zhǔn)確程度。3)計(jì)算模型簡(jiǎn)
2、化的近似程度。4)構(gòu)件的加工工藝和工作條件的影響,以及構(gòu)件的重要性。二、拉(壓)桿的強(qiáng)度條件為了保證拉(壓)桿的安全正常地工作,必須使桿內(nèi)的最大工作應(yīng)力不許用應(yīng)力,即式中,為橫截面上的軸力,以其絕對(duì)值代入式中;A為橫截面的面積。式(6-2)稱為拉(壓)桿的強(qiáng)度條件。利用強(qiáng)度條件,可以解決以下三類問(wèn)題。1、校核強(qiáng)度2、設(shè)計(jì)截面尺寸(6-2)3、確定許可載荷根據(jù)力的平衡條件即可求出結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷,稱為許可載荷。DABCC′a)圖4-10例6-1懸臂吊車如圖4-10a所示,最大的吊重(包括電動(dòng)葫蘆自重
3、)W=70kN。已知a=1140mm,b=360mm,c=150mm。斜拉桿為一外徑D=60mm、內(nèi)徑d=40mm的無(wú)縫鋼管,和水平線的核斜拉桿的強(qiáng)度(當(dāng)載荷位于梁右端B處時(shí))。夾角,材料為Q235低碳鋼,取安全因素=2.0。試校解(1)求桿所承受的最大外力取橫梁AB為研究對(duì)象,其受力如圖4-10c所示,由平面任意力系的平衡方程(2)求桿的軸力二力平衡的斜拉桿,其軸力等于桿端受力,即(3)校核強(qiáng)度有代入數(shù)據(jù),得斜拉桿的受力如圖4-10b∑DC′FDFC′b)ABCC′FAYFAXFCCabWc)所示。根
4、據(jù)作用與反作用定律,圖4-10由式(4-2),得MPaMPa﹤所以斜拉桿的強(qiáng)度足夠斜拉桿的橫截面積為MPa=117.5MPa取MPa,則拉桿的許用應(yīng)力為根據(jù)式和上節(jié)表4-2材料力學(xué)性能的有關(guān)數(shù)據(jù),例6-2如圖4-11所示,簡(jiǎn)易吊車由等長(zhǎng)的兩桿AC及BC組成,在節(jié)點(diǎn)C受到載荷G=350kN的作用,已知桿AC由兩根槽ABCGa)圖4-11CGFACFBCb)解(1)求AC桿和BC桿所承受的外力取節(jié)點(diǎn)C為研究對(duì)象,其受力如圖4-11b所示,由平面匯交力系的平衡方程MPa,桿BC由一根工字鋼構(gòu)成,鋼構(gòu)成,MPa
5、,試選擇兩桿的截面面積。代入數(shù)據(jù),得(2)確定AC桿和BC桿所承受的軸力AC桿和BC桿均為二力桿,其軸力大小等于桿端的外力,即AC桿BC桿(3)確定截面面積大小AC桿截面面積A1由于AC桿由兩根槽鋼構(gòu)成,每一根的截面面積為BC桿截面面積A2(4)確定型鋼號(hào)數(shù)查附錄的型鋼表,10號(hào)槽鋼的截面面積為1274.8mm2因?yàn)?274.8mm2>1093.75mm2所以AC桿用兩根10號(hào)槽鋼。而20a號(hào)工字鋼的截面面積為3550mm2因?yàn)?274.8mm2>3550mm2所以BC桿用一根20a號(hào)工字鋼。例6-3如
6、圖4-12a所示的三角形構(gòu)架,鋼桿1和銅桿2在A、B、C處鉸接。已知鋼桿1的橫截面面積為A1=150mm2,許用應(yīng)MPa。該結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)處受鉛垂方向的載荷G作用,試求G的最大允許值。GFN2FN1xyAb)G12ABCa)圖4-12解(1)求各桿的軸力與G力的關(guān)系取節(jié)點(diǎn)A為研究對(duì)象,作出其受力圖,如圖4-12b所示。由平衡方程MPa;銅桿2的橫截面面積為A2=300mm2。許用應(yīng)力力(2)聯(lián)立式(1)、(2)解得(2)求滿足AB桿強(qiáng)度條件的最大允許值G由得(3)即(3)求滿足AC桿強(qiáng)度條件的最大允許值G由
7、得(1)G=40.273kN取式(3)、式(4)中的較小值,即為了保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的安全,A點(diǎn)重物G的最大允許值應(yīng)選(4)即