材料力学课程总结
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
粗略地强度计算
计算扭转角也要会
第一类危险点的强度问题要看材料的
1 塑性材料的弯曲正应力强度计算的有关题目
5-4 5-5
σmax
|
Mz Wz
|max σ
截面对中性轴 Z的抗弯截面系数
必须画内力图 内力图别忘了剪力图
5-7
题目中 一般采 用对称
截面
危险截面的确定要分情况 仅给出几何
中性轴一定要判断正确!
等截面传动轴的转速为n＝200转/分，由A轮输入的功率 为20KW，由B、C、D各轮输出的功率分别为6KW， 4KW，10KW。已知轴材料的许用切应力为
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa，许用转角为
[ ' ]＝20/m。 A
B
C
D
200
200
200
1 绘出轴的内力图 2 确定轴的直径。 3 1）论述该布轮方式是否合理？
强度问题
刚度问题（弯曲第六章按课堂要求复习）
强度问题
内力图 横力弯曲两种内力
基本变形下的危险点
第一类危险点 （拉 压 ） 弯曲的最大正应力点
注意 看是塑性材料 仅给出材料的许用应力
脆性材料 给出材料的许用拉应力
压应力
第二类危险点 园轴扭转 弯曲的中性轴上
不必区分材料
仅给出材料的许用切应力
一般可以进行三方面的强度计算 设计截面尺寸时 看要求 是否是等强度设计？
AC 杆的横截面面积A2=250平方毫米
思考问题：若AB杆是刚性的？
A’
A’
思考问题：若AC杆是刚性的？
A’
第一类危险点的强度问题要看材料的
类型1 图示中的二杆为不计自重的钢杆，AB 杆的横 截面面积A1=200平方毫米，AC 杆的横截面面积 A2=250平方毫米， 确定许可载荷或者其它强度计算
[σ] =100MPa， 观察特点
| Tmax | 954 .9Nm
按强度条件设计直径
max [ ]
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa， 许用转角为[ ' ]＝20/m
max
| T |max
D3
[ ]
16
D 3
16 Tm ax
3
16 954.9 3.14 80 106
39.3(mm)
按刚度条件设计直径
基本变形大总结
材料力学对构件提出的三方面要求
足够的强度
构件
足够的刚度
足够稳定性（压杆）
系统正常工作
所有构件都正常工作 刚体没有材料力学的问题
剪切部分 剪切面 挤压面 剪切应力 挤压应力计算
第六章 挠曲线 挠度 转角的概念
会写边界条件 光滑连续条件 掌握提高弯曲刚度的措施
基本变形部分（剪切按课堂要求复习）
5 相对位移的问题--？？以及纵向变形的计算
横向变形如何计算？
强度问题中是塑性材料如何处理？
脆性材料如何处理？
会计算的题目类型
1) 扭矩图-----！扭转外力偶矩的计算公式 ! 2) 单独或者综合应用强度 刚度条件 3-5 3-11
3) 计算扭转角 例题 3-16 3-19 4) 合理的布轮方式----5) 空心轴的优势----
刚度问题 主要在扭转问题中体现的较为突出 刚度问题 在拉压问题中计算变形量以及桁架的
节点位移
A
F 刚度问题画出节点位移图
• 画出节点位移图
A
A’
F
A
F A’
1）求各杆轴力 2）计算各杆的绝对变形量
3）画出节点位移图
E＝200GPa F=10KN
lAB 1mm
AB 杆的横截面面积A1=200平方毫米 lAC 0.6mm
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa，许用转角为
[ ' ]＝20/m。A
B
C
D
200
200
200
4 要提高轴的强度和刚度 可以采取那些措施？
主动轮中分 等强度刚度设计 空心轴
超静定解决不了问题
特别说明
1 尽管传动轴都采用塑性材料， 但给出的是许用切应力
2 尽管传动轴一般是弯曲与扭转的组合变形， 但单独扭转可以作为一个计算问题
考试问题 题型 1 ? 填空题 题型 2 计算 简答题
题型 3 计算题
内容 一 基本变形下 （内力图） 强度问题
拉压
扭转的刚度问题
内容 二 组合变形下 强度问题 （内力图）应力 状态分析 强度理论
内容 三 压杆稳定问题 内容 四 （莫尔积分）
1 没有总结到的内容按照课堂要求复习 2 需要记忆的公式 不再罗列 3 概念问题按照课堂要求进行复习 4 基本变形（除剪切外）的横截面应力分布规律
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa，许用转角为
[ ' ]＝20/m。A
B
C
D
200
200
200
3 该布轮方式不合理 设计成等轴径从节省材料的角度不合理
等强度 等刚度的阶梯轴（空心）？？？？
等截面传动轴的转速为n＝200转/分，由A轮输入的功率 为20KW，由B、C、D各轮输出的功率分别为6KW， 4KW，10KW。已知轴材料的许用切应力为
中性轴一定要判断正确!
正确的放置方式
要同时 满足强 度条件 和刚度
条件
2） 设计成等直径是否合理?
B、C、D 输出的功率分别为6KW，4KW，10KW
A
B
C
D
怎么计算?
200
200
200
内力图
n9+54.9 T
286.47
190.98
954.9/2 x
954.9
954.9/2 668.43
n＝200转/分
危险截面
| Tmax | 954 .9Nm
1 若给出屈服极限和 安 全系数如何处理？
2 若F是移动载荷如何处理？
第一类危险点的强度问题要看材料的
类型2 OC段横截面面积为2A（数值），CD段横截面
面积为A（数值O） B
C
4F
5F
ຫໍສະໝຸດ Baidu
D 2F
1.画轴力图
2 杆件内的绝对值最大正应力
最大切应力？ 3 判断杆件变形的范围
给出材料的比例极限
屈服极限
4 可否用胡克定律计算变形以及泊松比？
' max
|
T GI p
180
|max
'
(/m)
选直径大者作 为直径
D 4
180 32Tmax
G 2'
4
180 32 954.9 3.142 80109 2
43.2(mm)
等截面传动轴的转速为n＝200转/分，由A轮输入的功率 为20KW，由B、C、D各轮输出的功率分别为6KW， 4KW，10KW。已知轴材料的许用切应力为
尺寸
提高弯曲强度的措施就是降低最大弯曲正应力的 措施
可以将梁设计成超静定的
第一类危险点的强度问题要看材料的
2 脆性材料的弯曲正应力强度计算的有关题目
t,max t
c,max c
5-12 5-16
一般情况下给
出对中性轴的 ！必须画内力图！剪力图不要忘记 惯性矩
危险截面的确定两个
计算扭转角也要会
第一类危险点的强度问题要看材料的
1 塑性材料的弯曲正应力强度计算的有关题目
5-4 5-5
σmax
|
Mz Wz
|max σ
截面对中性轴 Z的抗弯截面系数
必须画内力图 内力图别忘了剪力图
5-7
题目中 一般采 用对称
截面
危险截面的确定要分情况 仅给出几何
中性轴一定要判断正确!
等截面传动轴的转速为n＝200转/分，由A轮输入的功率 为20KW，由B、C、D各轮输出的功率分别为6KW， 4KW，10KW。已知轴材料的许用切应力为
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa，许用转角为
[ ' ]＝20/m。 A
B
C
D
200
200
200
1 绘出轴的内力图 2 确定轴的直径。 3 1）论述该布轮方式是否合理？
强度问题
刚度问题（弯曲第六章按课堂要求复习）
强度问题
内力图 横力弯曲两种内力
基本变形下的危险点
第一类危险点 （拉 压 ） 弯曲的最大正应力点
注意 看是塑性材料 仅给出材料的许用应力
脆性材料 给出材料的许用拉应力
压应力
第二类危险点 园轴扭转 弯曲的中性轴上
不必区分材料
仅给出材料的许用切应力
一般可以进行三方面的强度计算 设计截面尺寸时 看要求 是否是等强度设计？
AC 杆的横截面面积A2=250平方毫米
思考问题：若AB杆是刚性的？
A’
A’
思考问题：若AC杆是刚性的？
A’
第一类危险点的强度问题要看材料的
类型1 图示中的二杆为不计自重的钢杆，AB 杆的横 截面面积A1=200平方毫米，AC 杆的横截面面积 A2=250平方毫米， 确定许可载荷或者其它强度计算
[σ] =100MPa， 观察特点
| Tmax | 954 .9Nm
按强度条件设计直径
max [ ]
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa， 许用转角为[ ' ]＝20/m
max
| T |max
D3
[ ]
16
D 3
16 Tm ax
3
16 954.9 3.14 80 106
39.3(mm)
按刚度条件设计直径
基本变形大总结
材料力学对构件提出的三方面要求
足够的强度
构件
足够的刚度
足够稳定性（压杆）
系统正常工作
所有构件都正常工作 刚体没有材料力学的问题
剪切部分 剪切面 挤压面 剪切应力 挤压应力计算
第六章 挠曲线 挠度 转角的概念
会写边界条件 光滑连续条件 掌握提高弯曲刚度的措施
基本变形部分（剪切按课堂要求复习）
5 相对位移的问题--？？以及纵向变形的计算
横向变形如何计算？
强度问题中是塑性材料如何处理？
脆性材料如何处理？
会计算的题目类型
1) 扭矩图-----！扭转外力偶矩的计算公式 ! 2) 单独或者综合应用强度 刚度条件 3-5 3-11
3) 计算扭转角 例题 3-16 3-19 4) 合理的布轮方式----5) 空心轴的优势----
刚度问题 主要在扭转问题中体现的较为突出 刚度问题 在拉压问题中计算变形量以及桁架的
节点位移
A
F 刚度问题画出节点位移图
• 画出节点位移图
A
A’
F
A
F A’
1）求各杆轴力 2）计算各杆的绝对变形量
3）画出节点位移图
E＝200GPa F=10KN
lAB 1mm
AB 杆的横截面面积A1=200平方毫米 lAC 0.6mm
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa，许用转角为
[ ' ]＝20/m。A
B
C
D
200
200
200
4 要提高轴的强度和刚度 可以采取那些措施？
主动轮中分 等强度刚度设计 空心轴
超静定解决不了问题
特别说明
1 尽管传动轴都采用塑性材料， 但给出的是许用切应力
2 尽管传动轴一般是弯曲与扭转的组合变形， 但单独扭转可以作为一个计算问题
考试问题 题型 1 ? 填空题 题型 2 计算 简答题
题型 3 计算题
内容 一 基本变形下 （内力图） 强度问题
拉压
扭转的刚度问题
内容 二 组合变形下 强度问题 （内力图）应力 状态分析 强度理论
内容 三 压杆稳定问题 内容 四 （莫尔积分）
1 没有总结到的内容按照课堂要求复习 2 需要记忆的公式 不再罗列 3 概念问题按照课堂要求进行复习 4 基本变形（除剪切外）的横截面应力分布规律
[τ]＝80MPa，切变模量为G＝80GPa，许用转角为
[ ' ]＝20/m。A
B
C
D
200
200
200
3 该布轮方式不合理 设计成等轴径从节省材料的角度不合理
等强度 等刚度的阶梯轴（空心）？？？？
等截面传动轴的转速为n＝200转/分，由A轮输入的功率 为20KW，由B、C、D各轮输出的功率分别为6KW， 4KW，10KW。已知轴材料的许用切应力为
中性轴一定要判断正确!
正确的放置方式
要同时 满足强 度条件 和刚度
条件
2） 设计成等直径是否合理?
B、C、D 输出的功率分别为6KW，4KW，10KW
A
B
C
D
怎么计算?
200
200
200
内力图
n9+54.9 T
286.47
190.98
954.9/2 x
954.9
954.9/2 668.43
n＝200转/分
危险截面
| Tmax | 954 .9Nm
1 若给出屈服极限和 安 全系数如何处理？
2 若F是移动载荷如何处理？
第一类危险点的强度问题要看材料的
类型2 OC段横截面面积为2A（数值），CD段横截面
面积为A（数值O） B
C
4F
5F
ຫໍສະໝຸດ Baidu
D 2F
1.画轴力图
2 杆件内的绝对值最大正应力
最大切应力？ 3 判断杆件变形的范围
给出材料的比例极限
屈服极限
4 可否用胡克定律计算变形以及泊松比？
' max
|
T GI p
180
|max
'
(/m)
选直径大者作 为直径
D 4
180 32Tmax
G 2'
4
180 32 954.9 3.142 80109 2
43.2(mm)
等截面传动轴的转速为n＝200转/分，由A轮输入的功率 为20KW，由B、C、D各轮输出的功率分别为6KW， 4KW，10KW。已知轴材料的许用切应力为
尺寸
提高弯曲强度的措施就是降低最大弯曲正应力的 措施
可以将梁设计成超静定的
第一类危险点的强度问题要看材料的
2 脆性材料的弯曲正应力强度计算的有关题目
t,max t
c,max c
5-12 5-16
一般情况下给
出对中性轴的 ！必须画内力图！剪力图不要忘记 惯性矩
危险截面的确定两个