1、軸向拉伸與壓縮時桿件的強(qiáng)度計(jì)算,一、極限應(yīng)力 許用應(yīng)力 安全因素,使材料喪失能力的應(yīng)力稱為極限應(yīng)力，用 表示。,構(gòu)件在工作時所允許的最大應(yīng)力稱為許用應(yīng)力，用,表示。,安全因素。,（6-1）,對于塑性材料， 或 是極限應(yīng)力，因此許用應(yīng)力為,極限應(yīng)力除以大于1的系數(shù) 得出許用應(yīng)力， 稱為,1,對于脆性材料， 是極限應(yīng)力，因此許用應(yīng)力為,式中， 為對應(yīng)于塑性材料的安全因素，一般取 ；,為對應(yīng)于脆性材料的安全因素，一般取 。,確定安全因素的數(shù)值時，一般考慮以下幾個方面的因素： 1）載荷分析和計(jì)算的精確程度。 2）材料的不均勻性的估計(jì)的準(zhǔn)確程度。 3）計(jì)算模型簡化的近似程度。 4)構(gòu)件的加工工藝和工作條

2、件的影響，以及構(gòu)件的重要性。,2,二、拉（壓）桿的強(qiáng)度條件,為了保證拉（壓）桿的安全正常地工作，必須使桿內(nèi)的 最大工作應(yīng)力不許用應(yīng)力，即,式中， 為橫截面上的軸力，以其絕對值代入式中；A 為橫,截面的面積。 拉（壓）桿的強(qiáng)度條件。利用強(qiáng)度條件， 可以解決以下三類問題。 1、校核強(qiáng)度 2、設(shè)計(jì)截面尺寸,3,3、確定許可載荷,根據(jù)力的平衡條件即可求出結(jié)構(gòu)所能承受的最大載荷， 稱為許可載荷。,4,例圖1,例1懸臂吊車如圖4-10a所示，最大的吊重（包括電動葫蘆 自重）W = 70kN。已知a=1140mm，b=360mm，c=150mm。斜拉桿,為一外徑D =60mm、內(nèi)徑d =40mm的無縫鋼管，

3、和水平線的,核斜拉桿 的強(qiáng)度（當(dāng)載荷位于梁右端B 處時）。,夾角 ，材料為Q235低碳鋼，取安全因素 =2.0。試校,解 （1）求 桿所承受的最大外力,取橫梁AB 為研究對象，其受 力如圖4-10c所示，由平面任意力系 的平衡方程,5,(2)求 桿的軸力,二力平衡的斜拉桿 ，其軸力 等于桿端受力，即,(3)校核強(qiáng)度,有,代入數(shù)據(jù)，得,斜拉桿 的受力如圖4-10b,所示。根據(jù)作用與反作用定律，,圖4-10,6,由式（4-2），得,MPa,MPa,所以斜拉桿 的強(qiáng)度足夠,斜拉桿 的橫截面積為,MPa=117.5MPa,取 MPa ，則拉桿的許用應(yīng)力為,根據(jù)式 和上節(jié)表4-2材料力學(xué)性能的有關(guān)數(shù)據(jù)，

4、,7,例2 如圖所示，簡易吊車由等長的兩桿AC 及BC 組 成，在節(jié)點(diǎn)C 受到載荷 G=350kN的作用，已知桿AC 由兩根槽,解（1）求AC 桿和BC 桿 所承受的外力 取節(jié)點(diǎn)C為研究對象，其 受力如圖4-11b所示，由平面 匯交力系的平衡方程,MPa，試選擇兩桿的截面面積。,8,代入數(shù)據(jù)，得,（2）確定AC 桿和BC 桿所承受的軸力 AC 桿和BC 桿均為二力桿，其軸力大小等于桿端的外力，,即 AC 桿,BC 桿,（3）確定截面面積大小,AC 桿截面面積A1,9,由于AC 桿由兩根槽鋼構(gòu)成，每一根的截面面積為,BC 桿截面面積A2,(4)確定型鋼號數(shù) 查附錄的型鋼表，10號槽鋼的截面面積為

5、1274.8mm2,因?yàn)?1274.8mm21093.75mm2,所以AC 桿用兩根10號槽鋼。,而20a號工字鋼的截面面積為3550mm2,因?yàn)?1274.8mm23550mm2,所以BC 桿用一根20a號工字鋼。,10,例3 如圖所示的三角形構(gòu)架，鋼桿1和銅桿2在A、,B、 C 處鉸接。已知鋼桿1的橫截面面積為A1=150mm2，許用應(yīng),MPa。該結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)處受鉛垂方向的載荷G作用，試求,G 的最大允許值。,解 (1)求各桿的軸力與 G力的關(guān)系 取節(jié)點(diǎn)A 為研究對象，作 出其受力圖，如圖4-12b所 示。由平衡方程,11,(2),聯(lián)立式(1)、(2)解得,(2)求滿足AB 桿強(qiáng)度條件的最大允許值G,由,得,(3)求滿足AC 桿強(qiáng)度條