1、2.3 受拉压直杆的强度计算受拉压直杆的强度计算工程实例问题：受拉压直杆横截面上的应力应问题：受拉压直杆横截面上的应力应该控制到多大合适？该控制到多大合适？受拉直杆的强度条件工作应力工作应力AS横截面上的应力横截面上的应力：简单拉伸：AP工作载荷强度条件强度条件 max即：工作应力最大的截面处的应力，必须小于等于材料的许用应力。许用应力受拉直杆的强度条件简单拉伸（压缩）简单拉伸（压缩）： APmax一般拉伸（压缩）一般拉伸（压缩）： ASmax危险截面上的轴力危险截面的截面面积许用应力构件失效构件失效 由于材料的力学行为而使构件丧失正常工作能力的现象。强度失效强度失效 由于材料的屈服或断裂而引
2、起的失效。强度失效塑性屈服脆性断裂极限应力极限应力构件在工作时，产生过大的塑性变形或断构件在工作时，产生过大的塑性变形或断裂时的应力称为极限应力，用裂时的应力称为极限应力，用lim表示。表示。塑性材料： lim= s or 0.2脆性材料： lim= b许用应力 nlim安全系数：n1塑性材料： ststsnorn2.0脆性材料： bbn拉拉 bbn压压许用应力许用应力：保证构件安全可靠工作所容许的最大应力值。安全系数安全系数的选取安全系数的选取 n1，偏小， lim，不安全； n 过大， 偏小，安全性足够，材料未得到充分利用，设备笨重，不经济。选取安全系数的原因选取安全系数的原因：（1）构件
3、实际工作情况与设计计算时所设想的条件不一致的补偿，并且不能确切估计这种差异所带来的不安全因素； 因此采用n来补偿。（2）给构件必要的强度储备。1.5 2.02.0 5.0sbnn强度条件的应用v校核强度校核强度判断构件是否安全可靠。v设计截面设计截面 确定构件截面形状和尺寸 。v确定许可载荷确定许可载荷确定构件所能承受的最大安全载荷。 ASmax SA ASSmax例题分析例例2-5：某化工厂管道吊架如下图所示。设管道重量对吊杆某化工厂管道吊架如下图所示。设管道重量对吊杆的作用力为的作用力为10kN；吊杆材料为；吊杆材料为Q235-A钢，许用应力钢，许用应力 125MPa；吊杆选用直径为；吊杆
4、选用直径为8毫米的圆钢，试校核其强度。毫米的圆钢，试校核其强度。 解解：按强度条件 PA22100004199 (0.008)4PMPad22410000488.5 (0.012)PMPad强度不够，选用12mm的圆钢：第三章第三章 剪切和挤压剪切和挤压剪切变形n工程中的连接零件销钉键剪切变形铆钉焊缝剪切变形受力特点：受力特点：作用在构件两个侧面上的横向外力的合力，大小相等，方向相反，且作用线相距很近，并垂直于构件的轴线 。变形特点：变形特点：两外力作用线间截面发生相对错动，由矩形变为平行四边形。 剪切变形双剪切剪力剪力n剪切面上的内力剪力QQPPQ = P剪切面上的剪力：数值上等于剪切面一侧
5、所有横向外力的代数和；方向与横截面平行。剪应力的实用计算假设：假设：剪力剪力Q在横截面上均匀分布。在横截面上均匀分布。AQ剪应力的实用计算式注意：注意： 不是剪切面上各点的实际应力，而是平均应力。名义剪应力名义剪应力剪切强度条件 AQ 的确定： 1）通过材料的剪切试验来确定； bbn 2）由材料拉伸时的许用应力来估算。 脆性材料： = （0.81.0) 塑性材料： = （0.60.8)挤压的概念QPjy连接件接触表面间相互压紧，使表面局部受压的现象，称为挤压。挤压面jy挤压应力的实用计算假设假设：挤压力挤压力Pjy在挤压面上均匀分布。在挤压面上均匀分布。jyjyjyAP挤压应力的实用计算式名义
6、挤压应力名义挤压应力挤压面积挤压应力的实用计算挤压面积挤压面积Ajy的计算：的计算：A、挤压面为平面，接触面即为Ajy；B、挤压面为圆柱面，以挤压圆柱面的正投影作挤压面积。 dAjy挤压强度条件jyjyjyjyAPjy 的确定：的确定： 1）通过材料的挤压试验来确定； 2）由材料拉伸时的许用应力来估算。 塑性材料：jy = （1.72.0) 脆性材料：jy = （2.02.5)注意注意：当相互挤压的两种材料不同时，许用挤压应力应按抗挤压能力较弱的材料来确定。例题分析例例3-1：拉杆用拉杆用4个相同的铆钉固定于格板上，铆钉的材料个相同的铆钉固定于格板上，铆钉的材料与拉杆相同。已知与拉杆相同。已知
7、P=80kN，b=80mm，t=10mm，d=16mm，s=3d，=160MPa，=100MPa，jy =300MPa。试校核铆钉和拉杆的强度。试校核铆钉和拉杆的强度。例题分析解解：1、校核铆钉的剪切强度 MPadPAQdAPQ5 .9910161416. 310804,4623222、校核铆钉的挤压强度jyjyjyMPadtPAP125101610410804463例题分析3、校核拉杆的拉伸强度PP/4P/4P/4P/4危险截面P3P/42P/4P/4轴力图 MPadbtP12510)1680(101080)(63例题分析例例3-2：如图所示冲床，如图所示冲床，Pmax=400kN，冲头，冲
8、头 =400MPa，冲剪钢板冲剪钢板b =360MPa，设计冲头的最小直径值及钢板厚度，设计冲头的最小直径值及钢板厚度最大值。最大值。解：（1）按冲头压缩强度计算d： mmPddPAP7 .35442例题分析（2）按钢板剪切强度计算t：mmdplldPAQbb9 . 9例题分析例例3-3：传动轴的直径传动轴的直径d=50mm，平键传递力偶，平键传递力偶m=720Nm。已知键材料为已知键材料为A6钢，钢， =110MPa，jy =250MPa，试选，试选择平键并校核其强度。择平键并校核其强度。解解：查键的标准：d=50mm，平键：b=16mm，h=10mm，l=45mm例题分析1）求外力PNdmPdPmMo288002020blh/2P剪切面挤压面2）校核剪切强度 MPablPAQlbANPQ4028800例题分析3）校核挤压强度jyjyjyjyjyMPahlPlhANPP1282228800例题分析例例3-4：焊接的计算焊接的计算45tt1k侧面填角焊缝侧面填角焊缝剪切面积 A=2lksin45 hhlkPllkPAP45sin245sin2
