清华大学材料力学范钦珊主讲---第七章--杆类构件的强度与刚度设计.ppt
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1、20242024年年年年3 3月月月月2020日日日日材料力学材料力学(I)(I)返回主目录返回主目录返回主目录返回主目录 杆类构件的杆类构件的强度与刚度设计强度与刚度设计 第第8 8章章 设计准则设计准则 强度设计的几个问题强度设计的几个问题 拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计 连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算 梁的强度设计梁的强度设计 轴的强度设计轴的强度设计 梁和轴的刚度设计梁和轴的刚度设计 结论与讨论结论与讨论第第8 8章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 设计准则设计准则第第8 8章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计设计准则设
2、计准则设计准则设计准则 强度设计准则强度设计准则第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计FP 刚度设计准刚度设计准则则对对于于拉拉压压杆杆 u uu设计准则设计准则设计准则设计准则第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计对对于于受受扭扭圆圆轴轴 ,/l /l 设计准则设计准则设计准则设计准则第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 刚度设计准刚度设计准则则对对 于于 梁梁w w,刚度设计准刚度设计准则则设计准则设计准则设计准则设计准则第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的
3、强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 强度设计的强度设计的 几个问题几个问题第第8 8章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题 一点应力强度设计概念一点应力强度设计概念 危险面上危险点的应力强度满危险面上危险点的应力强度满足相应的设计准则足相应的设计准则第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 极限设计的概念极限设计的概念 危险面上的各点均到达极限状态(静定)危险面上的各点均到达极限状态(静定)危险面上的各点均到达极限状态(静定)危险面上的各点均到达极限状态(静定)F
4、PFP强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计ABDF FP 极限设计的概念极限设计的概念 多余约束构件达到极限状态(超静定)多余约束构件达到极限状态(超静定)多余约束构件达到极限状态(超静定)多余约束构件达到极限状态(超静定)ABCDF FP强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 强度设计的三类问题强度设计的三类问题校核强度校核强度校核强度校核强度:已知截面尺寸,外载荷
5、以及材料的许已知截面尺寸,外载荷以及材料的许已知截面尺寸,外载荷以及材料的许已知截面尺寸,外载荷以及材料的许用应力用应力用应力用应力 ,验算上式是否满足,验算上式是否满足,验算上式是否满足,验算上式是否满足 从从Sri 出发出发 强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计设计尺寸:设计尺寸:设计尺寸:设计尺寸:已知外载荷、材料的许用应力已知外载荷、材料的许用应力已知外载荷、材料的许用应力已知外载荷、材料的许用应力 以及以及以及以及截面形状,设计截面尺寸。截面形状,设计截面尺寸。截面形状
6、,设计截面尺寸。截面形状,设计截面尺寸。从从Sri 出发出发 强度设计的三类问题强度设计的三类问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计确定许可载荷:确定许可载荷:确定许可载荷:确定许可载荷:已知截面尺寸,材料的许用应已知截面尺寸,材料的许用应已知截面尺寸,材料的许用应已知截面尺寸,材料的许用应力力力力 ,确定所能承受的外载荷,确定所能承受的外载荷,确定所能承受的外载荷,确定所能承受的外载荷 (构件的或结构构件的或结构构件的或结构构件的或结构的的的的 )。从从Sri 出发出发 强度
7、设计的三类问题强度设计的三类问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题强度设计的几个问题第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计第第8 8章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 对于拉压杆只有危险面问题,因为危险面上对于拉压杆只有危险面问题,因为危险面上对于拉压杆只有危险面问题,因为危险面上对于拉压杆只有危险面问题,因为危险面上的所有点均为危险点。的所有点均为危险点。的所有点均为危险点。的所有点均为危险点。因为是单向应力状态,所以有因为是单向应力状态,所以有因为是单向应力状态,所以有因为是
8、单向应力状态,所以有特特 点点拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 例例 题题 一一1.1.已知已知已知已知:F FP P、d d、,校核强度校核强度校核强度校核强度;2.2.已知已知已知已知:F FP P 、,设计直径设计直径设计直径设计直径d d;3.3.已知已知已知已知:d d、,确定许可载荷确定许可载荷确定许可载荷确定许可载荷拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计例例 题题
9、一一1.1.受力分析;受力分析;受力分析;受力分析;2.2.判断危险状态;判断危险状态;判断危险状态;判断危险状态;3.3.建立强度准则。建立强度准则。建立强度准则。建立强度准则。拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计拉压杆的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 连接件的强度设计连接件的强度设计 工程假定计算工程假定计算第第8 8章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算 连接件失效形式连接件失效形式第第第第8
10、 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 剪断剪断剪断剪断 (连接件连接件连接件连接件 与连接板与连接板与连接板与连接板)挤压破坏(二者)挤压破坏(二者)挤压破坏(二者)挤压破坏(二者)连接板拉断连接板拉断连接板拉断连接板拉断连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算 连接件失效形式连接件失效形式第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 假定计算的基础假定计算的基础 假定应力均匀分布。假定应力均匀分布。假定应力均匀分布。假定应力均匀分布。两方面的假定两方面
11、的假定 在假定的前提下进行实物或模型实验,在假定的前提下进行实物或模型实验,在假定的前提下进行实物或模型实验,在假定的前提下进行实物或模型实验,确定许用应力。确定许用应力。确定许用应力。确定许用应力。连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 剪切假定计算剪切假定计算一个剪切面一个剪切面 剪剪剪剪切切切切面面面面连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章
12、章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计二个剪切面二个剪切面 剪切假定计算剪切假定计算 剪剪剪剪切切切切面面面面连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 设计准则设计准则设计准则设计准则 剪切假定计算剪切假定计算连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 挤压假定计算挤压假定计算
13、有效挤压有效挤压有效挤压有效挤压面面面面连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 设计准则设计准则设计准则设计准则 挤压假定计算挤压假定计算连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 焊缝剪切假定计算焊缝剪切假定计算 有效剪切面有效剪切面有效剪切面有效剪切面 l有效剪切面有效剪切面连接件的强度设计
14、连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 l有效剪切面有效剪切面 设设设设计计计计准准准准则则则则 焊缝剪切假定计算焊缝剪切假定计算连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 胶粘缝的假定计算胶粘缝的假定计算不同的粘接方式不同的粘接方式不同的粘接方式不同的粘接方式连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连
15、接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计不同的设计准则不同的设计准则不同的设计准则不同的设计准则 胶粘缝的假定计算胶粘缝的假定计算连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计不同的设计准则不同的设计准则不同的设计准则不同的设计准则 胶粘缝的假定计算胶粘缝的假定计算连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计
16、算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计不同的设计准则不同的设计准则不同的设计准则不同的设计准则 胶粘缝的假定计算胶粘缝的假定计算连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计连接件的强度设计工程假定计算工程假定计算工程假定计算工程假定计算第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 梁的强度设计梁的强度设计第第8 8章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计 可能的危险面可能的危险面;可能的危险点可能的危险点;三类危险点的应力状态
17、与设计准则三类危险点的应力状态与设计准则;纵向力与横向力同时作用的情形纵向力与横向力同时作用的情形.第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 可可能能的的危危险险面面作用面作用面作用面作用面梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计作用面作用面作用面作用面作用面作用面都较大的面都较大的面 可可能能的的危危险险面面梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 -危险面在哪里?危险面在哪里?
18、可可能能的的危危险险面面梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 可可能能的的危危险险点点1235梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计作用点距中性轴最远处;作用点距中性轴最远处;作用点距中性轴最远处;作用点距中性轴最远处;作用点距中性轴最远处;作用点距中性轴最远处;作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用面上作用点中性轴上各点;作用点中性轴上各点;作用点中性轴上各点
19、;作用点中性轴上各点;作用点中性轴上各点;作用点中性轴上各点;都较大的作用点面上的都较大的作用点面上的都较大的作用点面上的都较大的作用点面上的都较大的作用点面上的都较大的作用点面上的 、都比较大都比较大都比较大都比较大都比较大都比较大的点少数特殊情形。的点少数特殊情形。的点少数特殊情形。的点少数特殊情形。的点少数特殊情形。的点少数特殊情形。可可能能的的危危险险点点梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计梁的强度设计第第第第8 8 8 8章章章章 杆类构件的强度与刚度设计杆类构件的强度与刚度设计 三三类类危危险险点点的的设设计计准准则则韧性材料和脆性材料都适用韧性材料和脆性材料都适用韧性材料和脆性材
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- 清华大学 材料力学 范钦珊 主讲 第七 构件 强度 刚度 设计