構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)（二）8.1單向應(yīng)力狀態(tài)和純剪切應(yīng)力狀態(tài)下的強(qiáng)度失效判據(jù)8.2強(qiáng)度理論8.3強(qiáng)度計(jì)算8.4連接件的實(shí)用強(qiáng)度計(jì)算8.5組合變形的強(qiáng)度計(jì)算8-5組合變形軸向拉伸（壓縮）扭轉(zhuǎn)彎曲桿件的基本變形回顧外力特征：

外力矢量沿桿軸線，或過橫截面形心、與桿軸線垂直

分析組合變形時(shí)，可先將外力進(jìn)行簡化或分解，把構(gòu)件上的外力轉(zhuǎn)化為幾組靜力等效的載荷，其中每一組載荷對(duì)應(yīng)一種基本變形。

分別計(jì)算每一基本變形各自引起的應(yīng)力，內(nèi)力，變形和位移，然后將所得結(jié)果疊加，得到構(gòu)件在組合變形下的應(yīng)力、內(nèi)力、變形和位移。這就是疊加原理。前提小變形條件(幾何線性)線彈性(物理線性)一、組合變形與疊加原理外力分析方法1、沿橫截面形心主慣性軸分解2、沿橫截面的法線與切面方向分解yzxFFzFy斜彎曲拉伸和彎曲yzxFφFxFyyzxFyzxFφyzxFMxFy扭轉(zhuǎn)和彎曲yzxFMzFx偏心受拉3、向截面形心處簡化eyzxFyzxF二、組合變形的強(qiáng)度計(jì)算1、外力分析：了解桿件變形的情況2、內(nèi)力分析(內(nèi)力圖):確定危險(xiǎn)截面3、危險(xiǎn)面應(yīng)力分布：確定危險(xiǎn)點(diǎn)4、分析危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)單向應(yīng)力狀態(tài)：純剪切應(yīng)力狀態(tài)：復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)：根據(jù)應(yīng)力狀態(tài)，選擇合適的強(qiáng)度理論yzxFxyzxFyMzFNyzxFFxFyzyzy1.拉伸(壓縮)與彎曲的組合變形≤例8-11如圖所示的鉆床，其立柱為實(shí)心圓截面，材料為鑄鐵，許用拉應(yīng)力

，若，設(shè)計(jì)鉆床立柱的直徑。解：1、外力分析立柱是拉伸和彎曲的組合變形。(2)分析橫截面上的應(yīng)力(3)根據(jù)強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)立柱的直徑。代入數(shù)據(jù)，經(jīng)整理后，可得以下的不等式解以上不等式，可得強(qiáng)度符合要求，故取設(shè)計(jì)直徑d=122mm是合理的?？上炔豢紤]軸力，設(shè)計(jì)直徑將設(shè)計(jì)的直徑代入強(qiáng)度公式校核若強(qiáng)度不足，可增大設(shè)計(jì)直徑，再校核，直到符合要求。二、彎扭組合變形

AB段的內(nèi)力圖

彎矩圖

扭矩圖危險(xiǎn)截面在截面A分析截面A的應(yīng)力分布D1,D2是截面A上的兩個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)。點(diǎn)D1的應(yīng)力分別為：點(diǎn)D1的主應(yīng)力分別為：第三強(qiáng)度理論：第四強(qiáng)度理論：圓軸橫截面

電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)軸受到帶輪松緊邊的張力作用，因此有彎曲變形；松緊邊張力不同，對(duì)軸有外加力偶矩，軸有扭轉(zhuǎn)變形，故電動(dòng)機(jī)軸是彎扭組合變形。解：(1)計(jì)算帶的拉力。作用在軸上外力偶矩根據(jù)(2)內(nèi)力分析由于彎矩和扭矩分布簡單，不畫彎矩圖和扭矩圖，可判斷固定端截面A是危險(xiǎn)截面，其上的彎矩和扭矩分別為(3)強(qiáng)度校核。應(yīng)用第四強(qiáng)度理論所以電動(dòng)機(jī)軸滿足強(qiáng)度要求若軸的橫截面是圓截面，因此當(dāng)危險(xiǎn)截面上有兩個(gè)彎矩和同時(shí)作用時(shí)，可采用矢量求和的方法，確定危險(xiǎn)面上總彎矩，這個(gè)總彎矩通常被稱為合成彎矩，其大小例8-13如圖鋼軸有兩個(gè)皮帶輪A和B，兩輪直徑均為800mm，輪的自重W=4kN，軸的許用應(yīng)力

，試按照第三強(qiáng)度理論設(shè)計(jì)軸直徑d。已知分析

輪軸為彎扭組合變形。首先將所有外力向軸線簡化，通過向兩個(gè)垂直平面進(jìn)行投影，計(jì)算支座反力，并繪制相應(yīng)的內(nèi)力圖，確定危險(xiǎn)截面。按照強(qiáng)度條件設(shè)計(jì)軸的直徑。(1)確定受力簡圖。將各力向軸線簡化，得到圖(b)所示的受力簡圖。其中，

解：將外力向xy平面投影根據(jù)平衡方程，求反力同樣的，將外力向xz平面投影，得到圖(d)受力簡圖，求反力(2)內(nèi)力分析。由圖(b)，AB段有扭矩，扭矩圖如圖xy平面內(nèi)的彎矩圖如圖(f)。xz平面內(nèi)的彎矩圖如圖(g)。從內(nèi)力圖可以看出，截面B、C有可能是危險(xiǎn)截面，由于存在兩個(gè)平面內(nèi)的彎矩，同時(shí)軸是圓截面，故可計(jì)算出截面B、C上