在材料力學中，所謂“強度”問題就是使構件的“工作應力”小于材料所能承受的“允許應力”。即：桿件的工作應力材料的允許應力小于所以，現(xiàn)在應該研究“材料的允許應力”問題！不同的材料抵抗破壞的能力是各不相同的。這種“能力”只能通過材料力學實驗測試，在得到材料抵抗破壞的數(shù)據(jù)后，才能獲得。Failure§2.7失效、安全系數(shù)和強度計算失效材料喪失正常工作時的承載能力，表現(xiàn)形式主要是：（1）斷裂或屈服–強度不足（2）過量的彈（塑）性變形–剛度不足（3）壓桿喪失穩(wěn)定性–穩(wěn)定性不足機件在使用的過程中一旦斷裂就失去了其所具有的效能，機械工程中把這種現(xiàn)象稱為失效。在工程中常見的失效形式有下列幾種:機械工程中常見的幾種失效形式（圖1）（圖2）（圖3）（圖4）

（4）腐蝕（圖4）（1）斷裂（圖1）（2）塑性變形

（圖2）（3）磨損（圖3）其它失效形態(tài)

疲勞失效—由于交變應力的作用,初始裂紋不斷擴展而引起的脆性斷裂.

蠕變失效—在一定的溫度和應力下,應變隨著時間的增加而增加,最終導致構件失效.

松弛失效—在一定的溫度下,應變保持不變,應力隨著時間增加而降低,從而導致構件失效.O塑性材料O脆性材料極限應力：材料喪失正常工作時的應力(符號:

u

)塑性材料：

u=s脆性材料：

u=b脆性材料拉

max=u拉=b拉塑性材料

max=u=s一、拉壓構件材料的失效判據(jù)脆性材料壓

max=u壓=b壓塑性材料脆性材料拉[s]

=ssns[s]拉

=sb拉nb脆性材料壓[s]壓

=sb壓nb脆性材料壓桿在強度設計時取絕對值二、許用應力(allowablestress)與安全系數(shù)(factorofsafety)三、安全系數(shù)的確定塑性材料：ns=1.2~2.5脆性材料：nb=2~3.5四.強度設計準則（StrengthDesign）

其中：[

]--許用應力，

max--危險點的最大工作應力。②設計截面尺寸：依強度準則可進行三種強度計算：保證構件不發(fā)生強度破壞并有一定安全余量的條件準則。①校核強度：③許可載荷：

P(kN)思考題：用標準試件（d=10mm）測得某材料的曲線如圖所示。問：用該材料制成一根受軸向力P=40kN的拉桿，若取安全系數(shù)n=1.2,則拉桿的橫截面積A為多大?一問:該材料是塑性材料?脆性材料?二問:該材料的極限載荷?極限應力?許用應力?極限載荷:極限應力:P(kN)許用應力:三問:拉桿的工作應力?強度條件?橫截面積?工作應力:強度條件:拉桿橫截面積:例:鋼材的許用應力[s]=150MPa，Q=18.23KN，d=20mm，對斜桿AB強度校核桿AB的應力為:s=123MPa＜[s]所以拉桿安全。s==123X106PaNANmax==38.7kNQsinaNmax=38.7kN解：（1）求AB桿內力NTQA討論：若Q＝20kN，則AB桿的應力s=164MPa，強度不足，應重新設計。減小Q的值增大拉桿面積工程中允許工作應力s略大于許用應力[s]，但不得超過[s]的5%Nmax=Qsinas=NA例：已知壓縮機汽缸直徑D=400mm，氣壓q=1.2MPa，缸蓋用M20螺栓與汽缸聯(lián)接，d2=18mm，活塞桿=50MPa，螺栓

=40MPa（活塞桿和螺栓皆為塑性材料

）。求：活塞桿直徑d1

和螺栓個數(shù)n。qDd1解：1.缸蓋和活塞桿的壓力2.螺栓和活塞桿的面積qDd13.求活塞桿直徑(壓)4.求螺栓數(shù)目(拉)實際設計選用：15個PABCa解：1.求各桿的軸力(截面法)APNACNAB這是兩桿的“工作軸力”。例題：軸向拉壓桿系結構，桿AB為直徑d=25mm的圓截面鋼桿；桿AC由兩根3.6號等邊角鋼構成，兩根桿的，不計桿的自重，試求結構的允許載荷[P]。PABCa2.求各桿的允許軸力(由拉壓強度條件)3.求允許載荷方法:使各桿的工作軸力允許軸力=比較后得結構的允許載荷為[P]=20.2kNl一、軸向變形和虎克定律伸長量(elongation):l1PP線應變(normalstrain):（相對變形,無量綱）§2-8軸向拉壓桿的變形（絕對變形,無量綱）虎克定律(Hooke’slaw)：（力與變形的關系）——（1）——（2）(2)代入(1)EA——抗拉(壓)剛度

E——彈性模量(modulusofelasticity)

，常用GPa的單位（由實驗測定）—軸向變形微段變形累加的結果：二、變截面變軸力桿的拉壓變形