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1、第10章 组合变形时杆件的强度计算,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,小结,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算,例：矩形等截面悬臂梁如图所示，外力 位于梁的纵向对称面 内，并与梁的轴线 成 角。试写出梁的强度条件。,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算,截面O的上、下边缘各点为危险点，且均处于单向应力状态。（如图f所示）从图10.3e可以看出，最大拉应力发生在O截面的上边缘；当发生弯、压组合变形时，从图10.3e可以看出，最大拉应力发生在O截面的下边缘。强度条件可写成统一的表达式为：,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变
2、形的强度计算,例10.1 简易悬臂吊车如图10.4a所示，起吊重力 ， ，,横梁 为 工字钢，,试校核该梁的强度。,解：1）外力简化：,先求支反力，由,即,得：,将 分解为：,并由 ， 求得：,，,可以看出梁承受弯曲与压缩组合变形。,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算,10.1 弯曲与拉伸（压缩）组合变形的强度计算,一对轴向拉力使竖杆轴向拉伸，一对力偶 使竖杆发生弯曲变形，所以偏心拉伸（或压缩）实际是弯曲与拉伸（或压缩）的组合变形， 称为偏心矩。,故竖杆强度足够。,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,机械传动中的转轴，一般都是在弯
3、曲与扭转组合变形的情况下工作，如图所示的电动机的转轴等。,现对弯曲与扭转组合变形的转轴进行应力分析。,画出圆轴的弯矩图和扭矩图如图b、c所示，由图可以看出 端面为轴的危险截面，在危险截面上必然存在有弯曲正应力和扭转切应力，根据应力分布情况可知 端面的C、D两点为危险点，如图d所示。取原始单元体如图e、f，其应力状态为平面应力状态。且有：,。,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,一般轴由塑性材料制成，故由第三、四强度理论建立强度条件：,将 的表达式代入，并利用圆杆 ，得到圆轴弯、扭组合变形的强度条件分别为:,例10.3 图10.7所示传动轴 由电动机带动，轴长 ，在跨中央安装一胶带轮，重力
4、，半径 ，胶带紧边张力 ，松边张力 。轴的直径 ，材料的许用应力为 。试按第三强度理论校核该轴的强度。,将作用在胶带上的拉力 分别向轴线平移，结果如图10.7（b）所示，图中 ，此力使轴在竖直平面内发生弯曲变形。附加外力偶矩 为：,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,解：1）外力分析：,此外力偶矩使轴产生扭转变形，故此轴属于弯、扭组合变形。,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,2) 内力分析：,分别画出轴的弯矩图和扭矩图，如图10.7c，d所示，由内力图可以判断C处右侧截面为危险截面。该面上的内力为:,弯矩 ，扭矩 。,3) 校核强度：,由第三强度条件,故该轴强度足够。,10.2 弯曲
5、与扭转组合变形的强度计算,例10.4 直径 的 形杆 位于水平面内， 端固定， 垂直于 ，在 处作用一沿 轴线方向的力 ，在 处作用一竖向力 ，尺寸如图10.8a所示，杆材料的许用应力 。试用第三强度理论确定许用载荷 。,解：1）外力分析,可以看出杆 受力较大，可能最先破坏，故首先以杆 的强度条件确定许用载荷 。将两个力 向杆 轴线的 点处平移，结果如图10.8b所示。,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,得一水平力F和一竖向力F以及一个附加外力偶 ， 。水平力F使杆在水平面内弯曲；竖向力F使杆在竖向平面内弯曲；在外力偶 作用下，杆AB发生扭转。故杆AB的变形是在两个互相垂直平面内弯曲的同时还伴随有扭转变形的组合变形。,当圆轴在两个互相垂直平面内弯曲与扭转的组合变形时，强度条件公式里的弯矩应为总弯矩（又称合成弯矩），它由该截面上两种弯矩合成得到，即：,10.2 弯曲与扭转组合变形的强度计算,第10章 组合变形时杆件的强度计算 小结,1.求组合变形杆件强度问题的步骤：,第10章 组合变形时杆件的强度计算 小结,
