材料力學(xué)第九章 組合變形

1、材料力學(xué)課件第九章 組合變形第1頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四9-1 組合變形的概念前面幾章研究了構(gòu)件的基本變形：所有由基本變形組合產(chǎn)生的桿件內(nèi)力稱為 復(fù)合抗力。由兩種或兩種以上基本變形組合的情況稱為 組合變形。軸向拉（壓）、扭轉(zhuǎn)、平面彎曲。第2頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四FFq第3頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四在復(fù)合抗力的計算中，通常都是由力作用的獨立性原理出發(fā)的。在線彈性范圍內(nèi)，可以假設(shè)作用在體系上的諸載荷中的任一個所引起的變形對其它載荷作用的影響可忽略不計。實驗表明，在小變形情況下，這個原理是足夠精確的。因此，可先

2、分別計算每一種基本變形情況下的應(yīng)力和變形，然后采用疊加原理計算所有載荷對彈性體系所引起的總應(yīng)力和總變形。第4頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四組合變形強度計算步驟： 外載分解： 分解為基本變形組合內(nèi)力計算： 畫軸力、扭矩與（或）彎矩圖，確定 危險面應(yīng)力分析： 各基本變形應(yīng)力分析強度計算： （應(yīng)力疊加）第5頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四9-3 拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形Pyz圖示起重架的最大起吊重量(包括行走小車等)為P=40kN,橫梁AB由兩根 No18 槽鋼組成,材料為Q235鋼,許用應(yīng)力 =120MPa.試校核橫梁的強度. 第6頁，共42頁，2

3、022年，5月20日，4點6分，星期四PFBFAxFAy橫梁AB受力如圖所示,軸向力引起壓縮,橫向力引起彎曲,其為壓縮和彎曲組合變形.當載荷作用在橫梁AB的中點時產(chǎn)生最大彎矩.軸向壓力:最大壓力:最大壓應(yīng)力超過許用應(yīng)力0.83%, 因此橫梁仍可使用.第7頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四偏心拉伸(壓縮)第8頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四PABCDlbh第9頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四第10頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四任意橫截面上的內(nèi)力:第11頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四aP

4、mm例：具有切槽的正方形木桿，受力如圖。求：（1）m-m截面上的最大拉應(yīng)力t 和最大壓應(yīng) 力C ？（2）此t 是截面削弱前的t 值的幾倍？第12頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四PMPa解：(1) m_m 截面為偏心拉伸(2)第13頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四例：圖示偏心受壓桿。試求該桿中不出現(xiàn)拉應(yīng)力時的最大偏心距。解：Pebh第14頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四PABCDlbh例：偏心拉伸桿，彈性模量為E，尺寸、受力如圖所示。求： （1）最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力的位置和數(shù)值； （2）AB長度的改變量。第15頁，共42頁，20

5、22年，5月20日，4點6分，星期四PABCDlbhyzP最大拉應(yīng)力發(fā)生在AB 線上各點最大壓應(yīng)力發(fā)生在CD 線上各點解：(1)第16頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四(2) AB 線上各點處于單向應(yīng)力狀態(tài),且各點正應(yīng)力相等PABCDlbhyzP第17頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四9-4 扭轉(zhuǎn)與彎曲的組合變形FMM危險截面: 截面A危 險 點: a 與 b第18頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四a第19頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四第20頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四圓截面桿彎扭組合

6、變形時的相當應(yīng)力：第21頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四例：空心圓軸的外徑 D=200mm，內(nèi)徑 d=160mm。在端部有集中力 P =60kN ，作用點為切于圓周的A點。=80MPa，試用第三強度理論校核軸的強度。PP500mmAB第22頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四解: AB 梁為彎扭組合變形， 截面為危險截面。PP500mmABPT故該軸安全第23頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四直徑為20mm的圓截面水平直角折桿，受垂直力P=0.2kN，已知=170MPa。試用第三強度理論確定 a 的許可值。PABC2aa解: AB 梁

7、為彎扭組合變形， 截面為危險截面。第24頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四例: 圓截面水平直角折桿，直徑d=60mm，垂直分布載荷q=0.8kN/m;=80MPa。試用第三強度理論校核其強度。qABC2m1m第25頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四qABC2m1m解: AB 梁為彎扭組合變形， 截面為危險截面。故該結(jié)構(gòu)安全第26頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四例： 標語牌重 P150N，風力 F120N，鋼柱 D50mm, d45mm, 80MPa, a0.2m，l2.5m，按第三強度理論校核強度。解：（1）受力簡圖：見圖 b（2）

8、危險截面：B 截面（3）內(nèi)力軸力扭矩xy平面彎矩yz平面B點彎矩第27頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四B端合彎矩:（4）強度計算應(yīng)力:（5）強度校核第28頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四9-2 斜 彎 曲第29頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四9-2 斜 彎 曲一、應(yīng)力計算 中性軸的位置第30頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四第31頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四第32頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四第33頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四第34頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四下面確定中性軸的位置：故中性軸的方程為：設(shè)中性軸上某一點的坐標為 y0 、 z0，則第35頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四中性軸是一條通過截面形心的直線。中性軸第36頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四中性軸第37頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四二、位移計算 斜彎曲概念為了計算梁在斜彎曲時的撓度，仍應(yīng)用疊加法第38頁，共42頁，2022年，5月20日，4點6分，星期四中性軸總撓度f與中性軸垂直第39頁，共42頁，2022年，5月20日，4