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1、第四节许用应力安全系数强度条件由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 b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。b、塑性材料屈服极 限。称为构件失效的极限应力。为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大于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，以司表示。对于脆
2、性材料，许用应力b9 = fnb（5对于塑性材料，许用应力bb =r气（5-9）其中nb、ns分别为脆性材料、塑性材料对应的安全系数。安全系数的确定除了要考虑载荷变化，构件加工精度不同，计算差异，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，以及构件 在设备中的重要性，损坏后造成后果的严重程度。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，公布在有关的规范中供设计时参考，一般在静载下，对塑性材料可取ns = 1-例5-4 结构包括钢杆1和铜杆2，如图5-21a所示，A、B、C处为铰链连接。在截面设计已知杆件所受载荷和材料的许用应
3、力，将公式（5-10）改成b，由强度条件确定杆件所需的横截面面积。 许用载荷的确定已知杆件的横截面尺寸和材料的许用应力，由强度条件 N max Ab 确定杆件所能承受的最大轴力，最后通过静力学平衡方程算出杆件所能承担的 最大许可载荷。-0 ；脆性材料均匀性差，且断裂突然发生，有更大的危险性，所以取气=2.05.0，甚至取到59。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b =N max b max A（5-10）上式就是杆件受轴向拉伸或压缩时的强度条件。根据这一强度条件，可以进行杆件如下三方 面的计算。1. 强度校核已知杆件的尺寸、所受载荷和材料的
4、许用应力，直接应用（5-10）式， 验算杆件是否满足强度条件。节点A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9=160MPa， 2 =100MPa，试校核此结构的 强度。a)b)图 5-21解：（1）求各杆的轴力取节点A为研究对象，作出其受力图（图5-21b），图中假定两杆均为拉力。由平衡方 程X = 0, N 2sin30-*in45。= 0ZY = 0, N1 cos45。+ N2 cos 30。 G = 0解得N 1 = 10.4kNN 2 = 14.6kN两杆横截面上的应力分别为=104x103 p
5、 ED1 175 x 10 -6 aa14.6 x103150 x 10-6=97.6MP由于气 气=160MPa，b2 = 5x m2 = 3.13 x 10-4m2 = 3.13cm21 b 160 x 1061A2 _2 =m2 = 62.5 x 10-4m2 = 62.5cm2直径d =、-1 2.0cm,一.4 Ad2 =, 8.9cm例5-6图5-23所示某冷镦机的曲柄滑块机构，镦压时，截面为矩形的连杆AB处于 水平位置，高宽比h/b=1.2，材料为45钢，许用应力o=90MPa。若不考虑杆的自重，已知 镦压力P=4500kN，试按照强度条件确定h、b的大小。图 5-2361E解：
6、如图5-23b所示，AB杆为轴向压缩，由截面法可得连杆的轴力数值大小为N=P=4500kN将强度条件改写为b ，由于A = bh = 1.2b 2，所以:4500 x 103八m = 0.204mb :1.2o 1.2 x 90 x 106h=1.2b 0.245m例5-7图5-24a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的横截面面积为AAC=12cm2，许用应力 = 160MPa，木杆BC的横截面面积ABc=200cm2, 许用应力。尸8MPa，求C点允许起吊的最大载荷P为多少？BC图 5-24解：（1）求AC杆和BC杆的轴力取节点C研究，受力分析如图5-24b所示，列平衡方程NX = 0, -NACcos300-NBC=0ZY = 0, NAC sin300 - P=0解得Nac = 2 尸（拉）Nbc =一3p（压）（2）求许可的最大载荷P由公式（5-10）得到NacAacO1，即2PV1210-4160106N，P 96kN同样，由公式（5-10）得到NbcAbco2，即143p 200x 10-4 x 8x 106N， P 92.4kN为了保证整个结构的安全，C点允许起吊的最大载荷应选取所求得的七、中的较小 值，即Pmax =9Z4kN。如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！精品
