第6章 构件受力变形及其应力分析.ppt

第6章构件受力变形及其应力分析2特点：直杆；所受外力的合力与杆轴线重合；沿轴线方向发生伸长或缩短变形二.材料在轴向拉伸或压缩时的机械性质应力三.强度条件四.受拉（压）杆件的变形(例6-1)：在图示的阶梯杆中，已知FA=10kN，FB=20kN，l=100mm，AB段与BC段的横截面面积分别为AAB=100mm2,ABC=200mm2,材料的弹性模量E=200GPa。试求杆的总伸长量及端面A与D-D截面间的相对位移。(例6-2)：两钢杆各长50mm，用铰链联接，如图所示，B点作用有向下的垂直力F，F=980N，[]=164MPa，E=205.8GPa,在未受力前=30。求两杆横截面尺寸及B点的挠度（垂直位移量）。(习题6-8)：如图所示为一阶梯形钢杆，AC段的截面面积为AAB=ABC=500mm2，CD段的截面面积为ACD=200mm2。杆的各段长度及受力情况如图所示。已知钢杆的弹性模量E=20×104MPa，其许用应力[]=100MPa。试求：（1）各段杆横截面上的内力和应力；（2）校核钢杆的强度；（3）杆的总长度变形。(习题6-1)：用截面法求如图所示杆件各段截面的内力(习题6-3)：一个总重W=1200N的电机，采用M8吊环螺钉（螺纹大径为8mm，小径为6.4mm），如图所示。其材料是Q235钢，许用应力[]=40MPa。试校核吊环螺钉的强度（不考虑圆环部分重量）。(习题6-4)：一钢制阶梯形直杆，其受力如图所示，已知[]=260MPa，各段截面面积分别为A1=A3=300mm2，A2=200mm2，E=20×104MPa。试求：（1）各段的轴向力为多少？最大轴向力发生在哪一段内？杆的强度是否安全？（2）计算杆的总变形。(习题6-5)：如图所示为一托架，AC是圆杆。许用应力[]AC=160MPa，BC是方杆，其许用应力[]BC=4MPa，F=60KN,试确定圆钢杆横截面的直径d及木杆方截面的边长b。(习题6-6)：如图所示为一吊架，AB是木杆，其截面面积AAB=104mm2，许用应力[]AB=7MPa；BC为钢杆，ABC=600mm2，许用应力[]BC=160MPa；试求B处可吊的最大许可载荷F。(习题6-7)：气动夹具如图所示。已知气缸内径D=140mm，气压p=0.6MN/m2，活塞材料为20号钢，其许用应力[]=80MPa。试设计活塞杆的直径d(活塞杆的直径远小于活塞的直径)。6.3剪切二.剪切强度计算三.挤压强度计算(例6-3)：图示销钉联接中，若已知F=20KN，t=10mm，销钉材料的许用剪应力[]=60MPa，[jy]=160MPa。试求所需销钉的直径d。(例6-4)：冲床将钢板冲出直径d=25mm的圆孔，钢板厚度t=10mm。剪切极限应力b=300MPa，试求所需的冲裁力F。(附加习题1)：冲床的最大冲力F=4×105N，冲头材料的许用应力[]=440MPa，被冲剪的板的剪应力[]=360MPa，求在最大冲力作用下所能冲剪的圆孔的最小直径d和板的最大厚度t。(习题6-9)：拖车挂钩靠销钉来联接，如图所示，已知销钉材料的许用剪切力[]=20MPa，拖车的拉力F=15×103N，试选择销钉的直径d。(习题6-10)：一螺栓联接如图所示。已知外力F=200×103N，螺栓的许用剪切力[]=80MPa。试求螺栓所需的直径d。(习题6-11)：在厚度t=5mm的薄钢板上，冲出一个如图所示形状的孔，钢板的极限剪应力b=320MPa，求冲床必须具有的冲力F。6.4圆轴扭转二.扭矩和扭矩图(例6-5)：一等圆截面传动轴如图所示，其转速n=300r/min。主动轮A的输入功率PA=221kW。从动轮B、C的输出功率PB=148kW，PC=73kW，试求轴上各截面的扭矩，并作扭矩图。（外力偶矩的计算公式为M=9549Pk/n，式中：Pk为功率，n为转速）三.圆轴扭转时的应力三.圆轴扭转时的应力(例6-6)：一传动轴如图所示，转速n=208r/min。主动轮B的输入功率PB=6kW。两个从动轮A、C的输出功率PA=4kW，PC=2kW，已知轴的许用剪切力[]=30MPa，许用扭转角[]=1/m，剪切弹性模量G=8×104MPa，试按强度条件和刚度条件设计轴的直径d。(习题6-12)：做图示轴的扭矩图。(习题6-13)：直径为75mm的等截面轴上装有四个皮带轮，作用在皮带轮上的外力偶矩如图所示。已知：G=8×104MPa，要求（1）作扭矩图；（2）求每段内的最大剪应力；（3）求轴的总扭转角。(习题6-14)：一钢制阶梯状轴如图所示，已知M1=10kN.m，M2=7kN.m，M3=3kN.m。试计算最大剪应力。(习题6-15)：某机器的传动轴如图所示，转速n=5r/s，主动轮的输入功率N1