江蘇開放大學(xué)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)形考作業(yè)1

1、江蘇開放丸學(xué)JIANGSU OPEMUNIVERSJJY形成性考核作業(yè)專業(yè)名稱機(jī)電一體化技術(shù)課程代碼110035課程名稱 機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（專）學(xué)號姓名班級評閱教師第1次作業(yè)共4次作業(yè)江蘇開放大學(xué)作業(yè)內(nèi)容：1三力匯交于一點的力系一定是平衡力系這句話對嗎？你是如何理解三力平衡匯交定理的。【解答】 1、不對。 原因：三力匯交一點是平面匯交力系的必要條件，但不是充分條件，就是所平面三力 匯交力系，若平衡，則三力必須匯交一點，但三力匯交一點不一定平衡。2工程中常見的約束類型有哪些？各有什么特點？ 【解答】常見約束有： 柔性約束由繩索、 鏈條、 皮帶等所形成的約束稱為柔性約束。 柔性約束只承受拉力， 不承受

2、壓力。 方向：約束反力作用與連接點，方向沿著繩索等背離約束物體。 光滑面約束兩個相互接觸的物體， 摩擦不計， 這種光滑表面所構(gòu)成的約束稱為光滑面約束。 方向： 總 是沿著接觸表面的公法線指向受力物體（法線方向運(yùn)動受到限制） 。 鉸鏈約束 由鉸鏈構(gòu)成的約束，稱為鉸鏈約束。鉸鏈約束限制物體在X、Y 方向運(yùn)動，轉(zhuǎn)動方向運(yùn)動不受限制。a. 中間鉸鏈約束 中間鉸鏈約束結(jié)構(gòu)，中間鉸鏈約束反力一個力，一般約束力方向不確定，約束反力方向 可分解為兩個相互垂直的分力Fnx和Fny表示。b. 固定鉸鏈約束 固定鉸鏈約束結(jié)構(gòu)， 兩個構(gòu)件中有一個固定， 稱為支座， 所以這種約束又稱為固定鉸支 座約束。 一般固定鉸鏈約

3、束的約束力方向不確定時， 約束反力可分解為兩個相互垂直的 分力Fnx和Fny表示。c. 活動鉸鏈約束 活動鉸鏈約束結(jié)構(gòu)，支座可以移動，這種約束只限制一個方向的移動。約束反力方向 為作用在鉸鏈中心，并垂直于支撐面，指向一方。 固定端約束 固定端約束又稱為插入端支座，是工程中較為常見的一種約束。固定端約束限制了被約 束構(gòu)件沿任何方向的移動和轉(zhuǎn)動，所以在固定端A處約束反力有約束反力Fnx和Yny及約束反力偶 MA。3平面任意力系的簡化結(jié)果是什么？通過對簡化結(jié)果的分析可以得到什么結(jié)論？ 【解答】力系簡化是指用一個最簡單的力或力系代替復(fù)雜的力系，簡化的目的是推出力系的平衡條件和平衡方程式。平面任意力系的

4、簡化結(jié)果是一個主失和主矩?？傻闷矫嫒我饬ο档钠胶鈼l件是主失和主矩均為零：FR 0,M o 0即：nFRxFix0,FRYnFiY0i1i1MoMiMo(FJ 0i 1i 1由此可得平面一般力系的平衡方程為:nFix1nFx0FiY1nFy0Mo(Fi)1Mo(F)4.簡述提高梁抗彎強(qiáng)度和剛度的措施?！窘獯稹恳?、提高梁抗彎強(qiáng)度主要措施：1. 選擇合理的截面形狀所說合理的截面形狀，就是用最少的材料獲得最大的抗彎截面模量的截面。一般情況下，抗彎截面模量與截面高度的平方成正比，因此，在橫截面積不變的前 提下，將較多材料配置在遠(yuǎn)離中性軸的部位，便可獲取較大的抗彎截面模量，從而降低 梁內(nèi)的最大彎曲正應(yīng)力。

5、而另一方面，由于彎曲正應(yīng)力沿截面高度呈直線分布，當(dāng)離中 性軸最遠(yuǎn)處的正應(yīng)力達(dá)到許用應(yīng)力時，中性軸附近各點處的正應(yīng)力仍很小，而且離中性 軸較近的區(qū)域所承擔(dān)的彎矩很小。所以，將較多材料配置于遠(yuǎn)離中性軸的部位，也會提 高材料的利用率。在設(shè)計梁的合理截面時，還應(yīng)考慮材料自身特性。對抗拉強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度相同的塑性材 料，宜采用關(guān)于中性軸對稱的截面，如圖（1）所示。圖（1）圖（2）而對于抗壓強(qiáng)度高于抗拉強(qiáng)度的脆性材料，則最好采用截面形心偏于受拉一側(cè)的截面形 狀，以使截面上的最大壓應(yīng)力大于最大拉應(yīng)力。如圖（2）所示。2. 采用變截面梁或等強(qiáng)度梁一般情況下，梁內(nèi)不同截面的彎矩不同，在設(shè)計等截面梁時，我們針對最大

6、彎矩所在截 面進(jìn)行設(shè)計，這樣，除最大彎矩所在截面外，其余截面上的最大彎曲正應(yīng)力均小于或遠(yuǎn) 遠(yuǎn)小于材料的許用應(yīng)力，即材料強(qiáng)度均未得到充分利用。鑒于此，為了減輕構(gòu)件重量并 節(jié)省材料，工程上，常常根據(jù)彎矩沿梁軸的變化情況，將梁設(shè)計為變截面梁。彎矩較大 處，采用較大的截面；彎矩較小處，采用較小的截面。從強(qiáng)度角度考慮，理想的變截面梁應(yīng)使所有截面上的最大彎曲正應(yīng)力均相等，且趨近材 料的許用應(yīng)力，此種梁稱為 等強(qiáng)度梁。_* ,&-=一 N li_圖（3）圖所示的階梯軸為近似的等強(qiáng)度梁，圖（4）所示梁，則為等高等強(qiáng)度梁。等強(qiáng)度梁雖然是一種理想的構(gòu)件，但加工制造時有一定的難度，因此，工程實際中，常常 將彎曲構(gòu)件設(shè)計為近似等強(qiáng)度梁。3. 改善梁的受力狀況合理安排梁的約束及加載方式，可以降低梁內(nèi)的最大彎矩，從而減小梁內(nèi)最大彎曲正應(yīng)73xrrriiTSZ_ ?飛尸力，這是提高梁強(qiáng)度的另一措施。圖（5）如圖（5） （ a）所示簡支梁，在均布載荷作用下，梁內(nèi)最大彎矩為ql審8。若將兩端鉸支座各向內(nèi)移動0.21（圖（5） （ b），則最大彎矩為2ql /40 ，為前者的1/5。又如，圖（6）所示簡支梁，將集中載荷P