材料力学电算大作业

材料力学电算大作业题目：

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指导教师：

完成时间：

评语：

成绩（满分10分）：

签名：

时间：

一、题目及算法（需详细说明题目中需要用到的计算公式）

（1）题目具体要求

单向应力

输入 ：x 方向的应力

1.

工字型截面—对形心轴的惯性矩I y 、 I z 及截面面积A

2. 相当长度系数μ、长度l

3. 材料参数：E 、σp 、σs ；线性经验公式系数a 、b

4.工作压力P 及稳定安全系数n

输出

1. 绘制临界应力总图（图示）

2. 临界压力P cr 或临界应力σcr

3. 稳定安全校核结果

（2）算法

1.柔度λ、判别柔度p λ、可用直线公式最小柔度s λ计算

A I

l

μλ= p p E σπλ= b

a s σλ-=s 其中，μ为杆件长度系数，l 为杆件长度，I 为截面惯性矩，A 为截面面积，E 是弹性模量，p σ是比例极限，a 是线性经验公式中的a ，

b 是线性经验公式中的b ，s σ是屈服极限。 2判断.s p λλλ、、之间的大小关系

①p λλ>时，用欧拉公式进行计算；

②s λλλ>>p 时，用直线经验公式进行计算；

③0>>λλs 时，校核强度；

3具体校核计算

①p λλ>时，()

22l EI F cr μπ=；将n F cr 与工作压力P 进行比较，若P

②s λλλ>>p 时，用直线经验公式进行计算，s cr b a λσ-=，A F cr cr σ=，将

n

F cr 与工作压

力P 进行比较，若P

F cr .则校核合格，反之则不合格。 ③0>>λλs 时，校核强度；A

P cr =σ，若s cr σσ<，则校核合格，反之则不合格。 其中n 是安全系数，cr F 是临界压力，cr σ是临界应力。

二、程序框图

·

三、源程序（见附录）

四、算例

算例1

如图，由Q235钢制成的圆截面压杆，截面半径为0.2m，杆件长9m，E=200GPa，比例极限为200MPa，屈服极限235MPa，线性经验公式a，b分别为304MPa和1.12MPa，安全系数为2.5，试对此杆进行校核。

算例2

如图，由硅钢制成的矩形截面压杆，截面宽0.12m，高0.2m，杆件长15m，E=200GPa，比例

极限为200MPa，屈服极限235MPa

a，b分别为578MPa和3.744MPa，安全系

数为2，试对此杆进行校核。

五、计算结果

算例一：

在题目所给条件下，该杆件临界应力：60.9235MPa，检验结果为合格。

算例二：

在题目所给条件下，该杆件临界应力：59.6801MPa，检验结果为合格。

附录

本程序在MATLAB环境下实现，由于GUI在制作过程中会自动生成很多与主程序无关的代码，所以以下仅给出开始按钮下的主要代码。

clc;

popup_sel_index = get(handles.popupmenu4, 'Value');

switch popup_sel_index

case 1

type=1;

case 2

type=1;

case 3

type=1;

case 4

type=1;

end

if type==1

dc=str2double(get(handles.edit2,'String'));

elseif type==2

Dr=str2double(get(handles.edit2,'String'));

dr=str2double(get(handles.edit3,'String'));

elseif type==3

b=str2double(get(handles.edit2,'String'));%输入矩形的宽

h=str2double(get(handles.edit3,'String'));%输入矩形的高

else

Iy=str2double(get(handles.edit2,'String'));%输入工字型截面对形心轴的惯性矩Iy

Iz=str2double(get(handles.edit3,'String'));%输入工字型截面对形心轴的惯性矩Iz

A=str2double(get(handles.edit4,'String'));%输入截面面积

end

mu=str2double(get(handles.edit5,'String'));%'请输入长度系数

l=str2double(get(handles.edit6,'String'));%请输入杆件长度

E=str2double(get(handles.edit7,'String'))*1e9;%请输入杨氏模量

sigma_p=str2double(get(handles.edit8,'String'))*1e6;请输入比例极限

sigma_s=str2double(get(handles.edit9,'String'))*1e6;%请输入屈服极限

a=str2double(get(handles.edit10,'String'))*1e6;%请输入线性经验公式a

b=str2double(get(handles.edit11,'String'))*1e6;%请输入线性经验公式b

P=str2double(get(handles.edit12,'String'))*1000;%请输入工作压力

n=str2double(get(handles.edit13,'String'));%请输入安全系数

if type==1

I=pi*dc^4/64;

lamda=mu*l/sqrt(I/(pi*dc^2/4));

A=pi*dc*dc/4;

elseif type==2

I=pi*Dr^4/64-pi*dr^4/64;

lamda=mu*l/sqrt(I/(pi*Dr^2/4-pi*dr^2/4));

A=pi*((Dr*Dr)-(dr*dr))/4;

elseif type==3

I=b*h^3/12;

lamda=mu*l/sqrt(I/b*h);

A=b*h;

else

I=min([Iy Iz]);