工程力学第4节 强度条件

第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩 脆性材料制成的构件，在拉力作用下，当变形很小时就会突然断裂，脆性材料断裂时的应力即强度极限； 塑性材料制成的构件，在拉断之前已出现塑性变形，在不考虑塑性变形力学设计方法的情况下，考虑到构件不能保持原有的形状和尺寸，故认为它已不能正常工作，塑性材料到达屈服时的应力即屈服极限。 脆性材料的强度极限、塑性材料屈服极限称为构件失效的极限应力。一、材料的极限应力第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩二、安全系数的概念为了保证构件具有足够的强度，构件在外力作用下的最大工作应力必须小于材料的极限应力。在强度计算中，把材料的极限应力除以一个>1的系数n—称为安全系数，作为构件工作时所允许的最大应力，称为材料的许用应力，以[]示。安全系数的确定除了要考虑载荷变化，构件加工精度不够，计算不准确，工作环境的变化等因素外，还要考虑材料的性能差异（塑性材料或脆性材料）及材质的均匀性等。第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩二、安全系数的选取安全系数的选取，必须体现既安全又经济的设计思想，通常由国家有关部门制订，公布在有关的中供设计时参考，一般在静载下：脆性材料塑性材料第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩 设计截面尺寸 强度校核 确定许用载荷为了保证构件在外力作用下安全可靠地工作，必须使构件的最大工作应力小于材料的许用应力，即：强度计算三类问题三、轴向拉伸和压缩的强度计算第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩解：用截面法求链环每边截面上的轴力第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩例5-5如图所示一结构由钢杆1和铜杆2在A、B、C处铰接而成，在节点A点悬挂一个G=20kN的重物。钢杆AB的横截面面积为A1=75mm2，铜杆的横截面面积为A2=150mm2。材料的许用应力分别为[1]=160MPa，[2]=98MPa，试校核此结构的强度。解：1）求各杆的轴力：取节点A为研究对象,作出其受力图第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩1）求各杆的轴力故：此结构的强度足够。2）求各杆横截面上的应力解得：第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩例5-6如图所示，三角架受载荷F=50kN作用，AC杆是钢杆，其许用应力[1]=160MPa；BC杆的材料是木材，其许用应力[2]=8MPa，试设计两杆的横截面面积。解：1）求各杆的轴力：取节点C为研究对象,作出其受力图第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩1）求各杆的轴力2）设计各杆的截面解得：第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩例5-8如图所示的三角架由钢杆AC和木杆BC在A、B、C处铰接而成，钢杆AC的横截面面积A1=12cm2，许用应力[1]=160MPa，木杆BC的横截面面积A2=200cm2，许用应力[2]=8MPa，求C点允许起吊的最大载荷F为多少？解：取节点C为研究对象，作出其受力图第4节强度条件第五章轴向拉伸和压缩1）求各杆的轴力2）求许可的最大载荷F解得：