码垛机器人的设计及分析安庆职业技术学院

《码垛机器人的设计及分析安庆职业技术学院》由会员分享，可在线阅读，更多相关《码垛机器人的设计及分析安庆职业技术学院（102页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 汽车机械基础汽车机械基础安庆职业技术学院安庆职业技术学院 主讲教师：单家正 手机号码：18355558212 机械电子工程系机械电子工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系1材料力学基础123轴向拉伸与压缩剪切与挤压模块一 材料力学145圆轴扭转平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系1、材料力学与生产实践的关系课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系赵州桥(石拱桥)5

2、95-605年建，充分利用石料的压缩强度安澜竹索桥(宋代建)(1964年改为钢缆承托的索桥)充分利用竹材的拉伸强度1、材料力学与生产实践的关系课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2、材料力学的建立伽利略(G.Galileo)1638年提出计算梁强度的公式(但结论不正确)胡克(R.Hooke)1678年发表根据实验得出的物理定律胡克定律课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2、材料力学的建立o通常所指金属材料的性能包括以下两

3、个方面： o1使用性能是为了保证机械零件、设备、结构件等能正常工作，材料所应具备的使用性能主要有力学性能（强度、硬度、刚度、塑性、韧性等）、物理性能（密度、熔点、导热性、热膨胀性等），化学性能（耐蚀性、热稳定性等）。使用性能决定了材料的应用范围，使用安全可靠性和使用寿命。o 材料力学的建立主要解决材料的力学性能，研究对象有 o（1）强度 o（2）刚度 o（3）稳定性 o研究的参数包括 课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2、材料力学的建立o强度。（屈服强度，抗拉强度，抗弯强度，抗剪强度），如钢材Q235，屈

4、服强度为235MPa o塑性。一般用伸长率或断面收缩率表示。如Q235伸长率为5=21-26 o硬度。包括划痕硬度，压入硬度回跳硬度，如布氏硬度、维氏硬度、洛氏硬度里氏硬度等等。 o冲击韧性。冲击功ak 课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.1材料力学的研究对象1、构件、构件2、构件分类、构件分类块体板壳轴线中面杆件形心横截面课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.1材料力学的研究对象o轴线： 中轴线、中心线。o横截面

5、：垂直于梁的轴向的截面形状。 o形心:截面图形的几何中心 。课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系对构件在荷载作用下正常工作的要求对构件在荷载作用下正常工作的要求. 具有足够的强度荷载作用下不断裂，荷载去除后不产生过大的永久变形(塑性变形)构件在外载作用下，抵抗破坏的能力。构件在外载作用下，抵抗破坏的能力。 例例如储气罐不应爆破。（破坏如储气罐不应爆破。（破坏 断裂或变形过量不能恢复）断裂或变形过量不能恢复）FFaFF钢 筋b3.1材料力学的研究对象课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学

6、院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系荷载未作用时塑形变形示例荷载作用下F荷载去除后3.1材料力学的研究对象课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系. 具有足够的刚度荷载作用下的弹性变形不超过工程允许范围。构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。构件在外载作用下，抵抗可恢复变形的能力。例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。导轨、例如机床主轴不应变形过大，否则影响加工精度。导轨、丝杠等。丝杠等。荷载未作用时荷载去除后荷载作用下F3.1材料力学的研究对象弹性变形课题一 材料力学基础安

7、庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系. 满足稳定性要求对于理想中心压杆是指荷载作用下杆件能保持原有形态的平衡。构件在某种外载作用下，保持其原有平衡状构件在某种外载作用下，保持其原有平衡状态的能力。例如柱子不能弯等。态的能力。例如柱子不能弯等。偏心受压直杆3.1材料力学的研究对象课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.2材料力学的基本假设1连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充连续性假设：认为整个物体体积内毫无空隙地充 满物质满物质 （数学

8、）（数学） 2均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性均匀性假设：认为物体内的任何部分，其力学性 能相同能相同 （力学）（力学） 3各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力各向同性假设：认为在物体内各个不同方向的力 学性能相同（物理）学性能相同（物理） 4. 小变形假设：小变形假设：指构件在外力作用下发生的变指构件在外力作用下发生的变形量远小形量远小于构件的尺寸于构件的尺寸 课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.33.3外力：外力：按按外外力力作作用用的的方方式式体积力体积力: :是连续分布于物体内部

9、各点的力是连续分布于物体内部各点的力如物体的自重和惯性力如物体的自重和惯性力面积力面积力: :如油缸内壁的压力，水坝受如油缸内壁的压力，水坝受到的水压力等均为到的水压力等均为分布力分布力若外力作用面积范围远小于构若外力作用面积范围远小于构件表面的尺寸，可作为作用于件表面的尺寸，可作为作用于一点的集中力。如火车轮对钢一点的集中力。如火车轮对钢轨的压力等轨的压力等按按时时间间分布力：分布力：集中力：集中力：静载：静载：动载：动载：缓慢加载（缓慢加载（a0a0）快速加快速加载（载（a0a0），或冲击加载），或冲击加载课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术

10、学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 内力：物体内部的相互作用力。由于载荷作用引起的内力称为附加内内力：物体内部的相互作用力。由于载荷作用引起的内力称为附加内力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外力，与外力平衡。力。简称内力。内力特点：引起变形，传递外力，与外力平衡。 截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。截面法：将杆件假想地切成两部分，以显示内力，称为截面法。3.3外力与内力课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系应用力系简化理论，将上述分布内力向横截面的形心简化，得应用力系简化理论，

11、将上述分布内力向横截面的形心简化，得应用力系简化理论，将上述分布内力向横截面的形心简化，得应用力系简化理论，将上述分布内力向横截面的形心简化，得轴力轴力轴力轴力 ：FxFx沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）沿杆件轴线方向内力分量，产生轴向（伸长，缩短）剪力剪力剪力剪力 ：FyFy、FzFz使杆件产生剪切变形使杆件产生剪切变形使杆件产生剪切变形使杆件产生剪切变形扭矩扭矩扭矩扭矩 ：MMx x 力偶，使杆件产生绕轴线转动的扭转变形力偶，使杆件产生绕轴线转动的扭转变形力偶，使杆件产生绕轴线转动的扭

12、转变形力偶，使杆件产生绕轴线转动的扭转变形弯矩弯矩弯矩弯矩 ：MMy , y , MzMz 力偶，使杆件产生弯曲变形力偶，使杆件产生弯曲变形力偶，使杆件产生弯曲变形力偶，使杆件产生弯曲变形课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.3外力与内力o上述内力及内力偶矩分量与作用在切开杆段上的外力保持平衡，因此，由平衡方程oFx=0，Fy=0，Fz=0oMx=0，My=0，Mz=0课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 3.5正应变

13、与切应变一、形变：一、形变： 形状的改变。物体的形状总可用它各部分的长度和角度来表示。因此物体的形变总可以归结为长度的改变和角度的改变。二、二、应变：应变： 应变又可分为正应变（线应变）和切应变两种。每单位长度的伸缩称为正应变（线应变），用（epsilon，伊普西龙）表示；各线段之间的直角的改变称为切应变（角应变），用（gamma，伽马）表示。课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 3.5正应变与切应变 线应变线应变 线应变线应变 即单位长度上的变形量，无量纲，其物即单位长度上的变形量，无量纲，其物 物理意义

14、是构件上一点沿某一方向变形量的大小物理意义是构件上一点沿某一方向变形量的大小课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 3.5 3.5正应变与切应变正应变与切应变 切应变切应变 切应变切应变 ：即一点单元体两棱角直角的改变：即一点单元体两棱角直角的改变 量，无量纲量，无量纲 弹性变形：弹性变形： 卸载时能够消失或恢复的变形卸载时能够消失或恢复的变形; 塑性变形：塑性变形： 卸载时不能消失或恢复的变形。卸载时不能消失或恢复的变形。课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学

15、院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.6杆件的四种基本变形形式 1. 1.轴向拉伸或压缩变形轴向拉伸或压缩变形 受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的纵向力受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的纵向力 ，力的作用线与杆轴线重。，力的作用线与杆轴线重。 变形特点：变形特点： 相邻截面相互离开相邻截面相互离开(或靠近或靠近)课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2.2.剪切变形剪切变形受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的横向力作用，力受力特点：杆受一对大小相等，方向相反的横向力作用，力的作用线靠得很近。的作

16、用线靠得很近。变形特点：变形特点： 相邻截面相对错动相邻截面相对错动.3.6杆件的四种基本变形形式课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3.6杆件的四种基本变形形式 3.3.扭转变形扭转变形受力特点：受力特点： 杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力杆受一对大小相等，方向相反的力偶，力偶作用面垂直于杆轴线偶作用面垂直于杆轴线.变形特点：变形特点： 相邻截面绕轴相对转动相邻截面绕轴相对转动.课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系

17、4.4.弯曲变形弯曲变形受力受力特点：特点：杆受一对大小相等，方向相反的力杆受一对大小相等，方向相反的力 偶作用，力偶作用面是包含偶作用，力偶作用面是包含( (或平行或平行) ) 轴线的纵向面轴线的纵向面. .变形变形特点：特点：相邻截面绕垂直于力偶作用面的轴相邻截面绕垂直于力偶作用面的轴 线作相对转动线作相对转动. .3.6杆件的四种基本变形形式课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 工程中常用构件在荷载作用下的变形，工程中常用构件在荷载作用下的变形，大多为上述几种基本变形形式的组合，纯大多为上述几种基本变

18、形形式的组合，纯属一种基本变形形式的构件较为少见属一种基本变形形式的构件较为少见. .但但若以一种基本变形形式为主，其它属于次若以一种基本变形形式为主，其它属于次要变形的，则可按这种基本变形形式计算要变形的，则可按这种基本变形形式计算. .若几种变形形式都非次要变形，则属于组若几种变形形式都非次要变形，则属于组合变形问题合变形问题. .3.6杆件的四种基本变形形式课题一 材料力学基础安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系材料力学的任务材料力学的任务材料力学的任务材料力学的任务1.“1.“1.“1.“破坏破坏破坏破坏”的工程含义的

19、工程含义的工程含义的工程含义（1 1 1 1）断裂或塑性变形断裂或塑性变形断裂或塑性变形断裂或塑性变形构件抵抗断裂或塑性变形的能力构件抵抗断裂或塑性变形的能力构件抵抗断裂或塑性变形的能力构件抵抗断裂或塑性变形的能力叫叫叫叫强度强度强度强度”；（2 2 2 2）过度弹性变形过度弹性变形过度弹性变形过度弹性变形 构件抵抗弹性变形的能力叫构件抵抗弹性变形的能力叫构件抵抗弹性变形的能力叫构件抵抗弹性变形的能力叫刚度刚度刚度刚度（3 3 3 3）失稳失稳失稳失稳构件保持原有平衡状态的能力叫构件保持原有平衡状态的能力叫构件保持原有平衡状态的能力叫构件保持原有平衡状态的能力叫稳定性稳定性稳定性稳定性。2.“

20、2.“2.“2.“材料力学材料力学材料力学材料力学”就是研究一些理论基础与计算方法，使构件就是研究一些理论基础与计算方法，使构件就是研究一些理论基础与计算方法，使构件就是研究一些理论基础与计算方法，使构件能满足一定的强度、刚度、稳定性，并且具有一定的能满足一定的强度、刚度、稳定性，并且具有一定的能满足一定的强度、刚度、稳定性，并且具有一定的能满足一定的强度、刚度、稳定性，并且具有一定的经济性。经济性。经济性。经济性。课题二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 3 3外力及其分外力及其分外力及其分外力及其分类类一

21、一一一. .集中力，分布力（分布集中力，分布力（分布集中力，分布力（分布集中力，分布力（分布载载荷）荷）荷）荷）分布分布分布分布载载荷的荷的荷的荷的载载荷集度荷集度荷集度荷集度q q，力偶矩，力偶矩，力偶矩，力偶矩二二二二. .静静静静载载荷，荷，荷，荷，动载动载荷（特荷（特荷（特荷（特别别是交是交是交是交变载变载荷、冲荷、冲荷、冲荷、冲击载击载荷）荷）荷）荷）材料在静材料在静材料在静材料在静载载荷与荷与荷与荷与动载动载荷下的力学性能有不少差荷下的力学性能有不少差荷下的力学性能有不少差荷下的力学性能有不少差别别。模块二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业

22、技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2.12.1轴向拉伸与压缩的概念轴向拉伸与压缩的概念轴向拉伸与压缩的概念轴向拉伸与压缩的概念一一一一. .外力特点外力特点外力特点外力特点外力合力作用线与杆件的轴线重合。外力合力作用线与杆件的轴线重合。外力合力作用线与杆件的轴线重合。外力合力作用线与杆件的轴线重合。（轴线：诸横截面形心的连线）轴线：诸横截面形心的连线）轴线：诸横截面形心的连线）轴线：诸横截面形心的连线）二二二二. .变形特点变形特点变形特点变形特点轴向伸长或缩短。（同时横截面缩小或扩大）轴向伸长或缩短。（同时横截面缩小或扩大）轴向伸长或缩短。（同时横截面缩小或扩大）轴向伸长或缩短。（

23、同时横截面缩小或扩大）2.22.2轴力和轴力图轴力和轴力图轴力和轴力图轴力和轴力图一一一一. .轴向拉伸（压缩）的内力轴向拉伸（压缩）的内力轴向拉伸（压缩）的内力轴向拉伸（压缩）的内力1.1.内力名称：轴力符号：内力名称：轴力符号：内力名称：轴力符号：内力名称：轴力符号：NN2.2.正负号规定：拉力（），压力（）正负号规定：拉力（），压力（）正负号规定：拉力（），压力（）正负号规定：拉力（），压力（）3.3.计算规定：计算规定：计算规定：计算规定：未知轴力皆设为拉力未知轴力皆设为拉力未知轴力皆设为拉力未知轴力皆设为拉力。模块二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系

24、安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系二二二二.内力图的概念内力图的概念内力图的概念内力图的概念沿着与轴线平行的基线，用与基线垂直的横向线段长度表示相应截面内力沿着与轴线平行的基线，用与基线垂直的横向线段长度表示相应截面内力沿着与轴线平行的基线，用与基线垂直的横向线段长度表示相应截面内力沿着与轴线平行的基线，用与基线垂直的横向线段长度表示相应截面内力数值的图形。它是内力的直观图示。数值的图形。它是内力的直观图示。数值的图形。它是内力的直观图示。数值的图形。它是内力的直观图示。作内力图的基本要求：作内力图的基本要求：作内力图的基本要求：作内力图的基本要求：内力图的基线要与杆件的轴线

25、平行。内力图的基线要与杆件的轴线平行。内力图的基线要与杆件的轴线平行。内力图的基线要与杆件的轴线平行。三三三三.轴力图轴力图轴力图轴力图横向作图时，基线的上方为（）横向作图时，基线的上方为（）横向作图时，基线的上方为（）横向作图时，基线的上方为（） 下方为（）。下方为（）。下方为（）。下方为（）。 注意分段的特点注意分段的特点注意分段的特点注意分段的特点模块二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2.32.3轴向拉（压）时杆件的应力轴向拉（压）时杆件的应力一一一一. .横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力横

26、截面上的应力1.1.应力分布的假设应力分布的假设应力分布的假设应力分布的假设 由实验观察几何关系由实验观察几何关系由实验观察几何关系由实验观察几何关系（11）均布，（）均布，（）均布，（）均布，（22）法向）法向）法向）法向 平面假设平面假设平面假设平面假设2 2. . . .横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力横截面上的应力单位面积上的内力单位面积上的内力单位面积上的内力单位面积上的内力只有正应力只有正应力只有正应力只有正应力=N/AN/A 0 0 0 0 拉应力；拉应力；拉应力；拉应力；0 0 0 5% 5% 5% 5% 塑性材料塑性材料塑性材料塑性材料 ， d d d d5%5%5

27、%1 n1 ) ;) ;三三三三. .安全系数的选择安全系数的选择安全系数的选择安全系数的选择一般考虑：构件的重要性一般考虑：构件的重要性一般考虑：构件的重要性一般考虑：构件的重要性重要构件的安全系数大，重要构件的安全系数大，重要构件的安全系数大，重要构件的安全系数大，载荷特性载荷特性载荷特性载荷特性动载比静载大，动载比静载大，动载比静载大，动载比静载大，材料特性材料特性材料特性材料特性脆性比塑性大。脆性比塑性大。脆性比塑性大。脆性比塑性大。模块二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系四四四四. .强度条件强度条

28、件强度条件强度条件1.1.杆件轴向拉伸或压缩时的强度条件是：杆件轴向拉伸或压缩时的强度条件是：杆件轴向拉伸或压缩时的强度条件是：杆件轴向拉伸或压缩时的强度条件是： s s s s maxmaxs s s s2.2.强度条件的三种应用强度条件的三种应用强度条件的三种应用强度条件的三种应用（1 1）强度校核强度校核强度校核强度校核 s s s s maxmax是否是否是否是否s s s s；（2 2 2 2）截面设计截面设计截面设计截面设计由由由由s s s s maxmaxs s s s求横求横求横求横截面面积截面面积截面面积截面面积A A A A；（3 3 3 3）载荷确定载荷确定载荷确定载荷

29、确定由由由由s s s s maxmaxs s s s确定确定确定确定P Pmaxmax或或或或P P。模块二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2.7 2.7 轴向拉伸或压缩时的变形轴向拉伸或压缩时的变形一一.变形特点变形特点 纵向伸长或缩短，横向缩小或增大纵向伸长或缩短，横向缩小或增大 纵向变形纵向变形 D Dl=l1- l ，拉伸时拉伸时0，压缩时，压缩时0； 横向变形横向变形 D Db=b1- b，拉伸时拉伸时0。二二.线应变线应变 纵向线应变纵向线应变 e =e = D Dl / l ，拉伸时拉伸时0

30、，压缩时，压缩时0； 横向线应变横向线应变 e e = D = Db / b，拉伸时拉伸时0。三三.横向变形系数横向变形系数(泊松比泊松比) m m 在在比例极限内比例极限内 | e e / e / e | = | = m m ，或或 e e = - = - m em e ； m m 是随是随材料而定的弹性常数，无量纲，材料而定的弹性常数，无量纲， 一般一般 0 m m 0.5 0.5 。课题二、轴向拉伸与压缩安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系五五.拉拉(压压)变形计算变形计算1.简单载荷简单载荷2.复杂载荷复杂载荷(1)当

31、杆件的各段轴力不等时，应分别按照每段的轴力求每段的轴向当杆件的各段轴力不等时，应分别按照每段的轴力求每段的轴向变形，再求它们的代数和。变形，再求它们的代数和。(2)当轴力或杆的横截面积沿轴线方向连续变化时，应按照积分计算。当轴力或杆的横截面积沿轴线方向连续变化时，应按照积分计算。四四.拉拉(压压)杆的胡克定律杆的胡克定律 D Dl 与与 N 都是代数值都是代数值 EA 叫叫“抗拉刚度抗拉刚度 ”模块二、轴向拉伸与压缩2. 13 剪切和挤压剪切和挤压一、工程中的联接与失效一、工程中的联接与失效1 1、联接与联接件联接与联接件 螺栓联接螺栓联接螺栓联接螺栓联接 螺栓螺栓螺栓螺栓课题三、剪切与挤压

32、铆钉联接铆钉联接 铆钉铆钉 销钉联接销钉联接 销钉销钉课题三、剪切与挤压 键联接键联接 键键 焊接焊接 焊口焊口 榫接榫接 榫头、榫孔榫头、榫孔课题三、剪切与挤压2 2、主要失效形式（以铆钉联接为例）、主要失效形式（以铆钉联接为例）FF剪切面剪切面剪切面剪切面FFmmFF课题三、剪切与挤压剪切面剪切面FFmmFF受力特点：受力特点：变形特点：变形特点：杆件某一截面两侧作用有大小相等，方向相杆件某一截面两侧作用有大小相等，方向相反，作用线相距很近的一对外力反，作用线相距很近的一对外力杆件两部分沿剪切面发生相对错动杆件两部分沿剪切面发生相对错动课题三、剪切与挤压剪切面剪切面FF联接可能的失效形式：

33、联接可能的失效形式： 铆钉铆钉l圆柱承压面压溃（松动）圆柱承压面压溃（松动）l被剪断被剪断FFSmm 铆钉铆钉l圆柱承压面压溃（松动）圆柱承压面压溃（松动）l被剪断被剪断 钢板钢板l沿沿 1-1 截面被拉断截面被拉断l沿沿 2-2，3-3 被剪开被剪开l沿沿 2-3 弧面被压弧面被压溃溃 剪切与挤压失效剪切与挤压失效联接可能的失效形式：联接可能的失效形式：FFFF课题三、剪切与挤压l注意到联接构件部位尺寸很小，受力又很注意到联接构件部位尺寸很小，受力又很复杂，若进行精确分析十分困难，工程中复杂，若进行精确分析十分困难，工程中采用的是采用的是实用计算法实用计算法。 剪切与挤压失效剪切与挤压失效联

34、接可能的失效形式：联接可能的失效形式：FF课题三、剪切与挤压二、剪切与挤压的实用计算二、剪切与挤压的实用计算F/2dtt/2t/2F/2F/2FFF/2F/2双剪双剪s sbs课题三、剪切与挤压v 剪切的实用计算剪切的实用计算假定剪力假定剪力 FS 均匀地分布均匀地分布在剪切面上在剪切面上销钉的分离体图，销钉的分离体图，剪切面上的剪切面上的剪力剪力：名义切应力名义切应力简化假设：简化假设：F/2d课题三、剪切与挤压注意：注意： t t 是在与使用条件相同，假定相同的情况下，是在与使用条件相同，假定相同的情况下，经过实验计算得到的。经过实验计算得到的。许用切应力许用切应力l 剪切强度条件剪切强度

35、条件名义切应力名义切应力F/2课题三、剪切与挤压v 挤压的实用计算挤压的实用计算t/2d假定挤压力假定挤压力 Fb 均匀地分布在挤压面的均匀地分布在挤压面的计算面积计算面积 Abs 上上挤压应力挤压应力简化假设：简化假设：挤压面的计算面积挤压面的计算面积F/2s sbs课题三、剪切与挤压F/2挤压面的计算面积挤压面的计算面积自然面积（挤压曲面）自然面积（挤压曲面）投影面积（挤压柱面）投影面积（挤压柱面）如例销钉，如例销钉，t/2d挤压应力挤压应力挤压面的计算面积挤压面的计算面积t/2dF/2投影面积投影面积等于等于挤压面的自然面积在垂直于挤压面的自然面积在垂直于挤压力方向的平面上的投影挤压力方

36、向的平面上的投影课题三、剪切与挤压l 挤压强度条件挤压强度条件挤压应力挤压应力挤压面的计算面积挤压面的计算面积许用挤压应力许用挤压应力挤压面的计算面积挤压面的计算面积自然面积（挤压曲面）自然面积（挤压曲面）投影面积（挤压柱面）投影面积（挤压柱面）课题三、剪切与挤压解释：解释：实验表明：实验表明：课题三、剪切与挤压例例1电瓶车挂钩由插销联接，电瓶车挂钩由插销联接， 插销插销 t t = 30MPa， 直径直径 d=20mm。挂钩及被联接的板件的厚度分别为。挂钩及被联接的板件的厚度分别为 t = 8mm和和 1.5t = 12mm。牵引力。牵引力F = 15kN。试校核插销的剪切强度。试校核插销的

37、剪切强度。解解： 插销受力如图插销受力如图具有两个剪切面：具有两个剪切面：双剪问题双剪问题t1.5ttdFFF/2F/2F课题三、剪切与挤压故故插销满足剪切强度要求插销满足剪切强度要求取两个剪切面之间的杆为研究对象，受取两个剪切面之间的杆为研究对象，受力如图力如图剪切面的面积：剪切面的面积：F/2F/2FFFSFS双剪问题双剪问题l 剪切强度校核剪切强度校核由平衡得：由平衡得：课题三、剪切与挤压键联接键联接轮轮轮轮轴轴轴轴键键键键bh失效形式：剪切、挤压失效形式：剪切、挤压课题三、剪切与挤压例例2 如图传动轴，直径如图传动轴，直径 d =50mm，齿轮与轴用平键联接，传，齿轮与轴用平键联接，传

38、递的力偶矩递的力偶矩 Me = 720Nm。键材料的许用切应力。键材料的许用切应力 t t =100MPa，许用挤压应力许用挤压应力 s sbs = 250MPa，试选择平键，并校核强度。，试选择平键，并校核强度。Me课题三、剪切与挤压Me解：取轴键组合为研究对象进行解：取轴键组合为研究对象进行受力分析受力分析dMeObh根据轴径、转递的力偶矩查设计手册，根据轴径、转递的力偶矩查设计手册，得到键的尺寸得到键的尺寸 16*10*45（宽高长）（宽高长）课题三、剪切与挤压键的强度校核键的强度校核键的强度校核键的强度校核 剪切剪切剪切剪切 挤压挤压挤压挤压联接键安全联接键安全按设计规范选取的键，能正

39、常按设计规范选取的键，能正常工作，通常不需再校核其强度工作，通常不需再校核其强度dMeObh课题三、剪切与挤压例例3 图示拉杆，用四个直径相同的铆钉连接，校核铆钉和拉杆图示拉杆，用四个直径相同的铆钉连接，校核铆钉和拉杆的强度。假设拉杆与铆钉的材料相同，已知的强度。假设拉杆与铆钉的材料相同，已知P=80kN，b=80mm，t=10mm，d=16mm，t t=100MPa， s sbs=160MPa， s s=150MPa 。PP解：解：1. 取铆钉为研究对象取铆钉为研究对象btd注意到铆钉对象分布，注意到铆钉对象分布，每钉受力均为每钉受力均为P/4剪切：剪切：P/4P/4挤压：挤压：PPbtdP

40、/4P/4课题三、剪切与挤压PP/4拉杆拉伸强度计算：拉杆拉伸强度计算：2. 取拉杆为研究对象取拉杆为研究对象PPbtd拉杆危险截面拉杆危险截面PP/4 P/4 P/4 P/4FNP/23P/4注意到拉杆和铆钉材料相同，注意到拉杆和铆钉材料相同，免计算拉杆的挤压强度免计算拉杆的挤压强度课题三、剪切与挤压三、安全构件和下料三、安全构件和下料安全构件：超载时首先破坏的构件安全构件：超载时首先破坏的构件安全构件：超载时首先破坏的构件安全构件：超载时首先破坏的构件下料：冲压成型、剪切板料。下料：冲压成型、剪切板料。下料：冲压成型、剪切板料。下料：冲压成型、剪切板料。要求：要发生破坏要求：要发生破坏破坏

41、条件破坏条件剪切强度极限剪切强度极限课题三、剪切与挤压冲孔条件冲孔条件课题三、剪切与挤压例例3 联轴器，用凸缘和螺栓连接两轴，螺栓分布在联轴器，用凸缘和螺栓连接两轴，螺栓分布在直径直径 D =150mm的圆周上的圆周上，传递转矩，传递转矩 m =2500N.m。凸缘厚度凸缘厚度 h =10mm，螺栓螺栓的许用拉应力的许用拉应力试设计螺栓直径试设计螺栓直径 d 。FFhh课题三、剪切与挤压解：注意到螺栓是对称分布的，解：注意到螺栓是对称分布的，4个螺栓每个螺栓每个受力均应为相等的。其剪力为个受力均应为相等的。其剪力为Fs以轴心取矩，列平衡方程以轴心取矩，列平衡方程课题三、剪切与挤压注意到注意到取

42、取FFhh按剪切设计按剪切设计 d课题三、剪切与挤压按挤压设计螺栓按挤压设计螺栓 d注意到挤压面注意到挤压面是半圆柱面是半圆柱面注意到注意到取取FFhh综合以上两种综合以上两种结果结果课题三、剪切与挤压（一）（一） 剪切的实用计算剪切的实用计算F以螺栓为例以螺栓为例剪切面剪切面Fs由力的平衡，有：由力的平衡，有：Fs 为剪切内力，即切应力在剪切面上的合力，我们称之为为剪切内力，即切应力在剪切面上的合力，我们称之为剪力剪力FF将螺栓从剪将螺栓从剪切面截开，切面截开，切应力在剪切面上的分布情况是非常复杂的切应力在剪切面上的分布情况是非常复杂的工程上往往采用实用计算的方法工程上往往采用实用计算的方法

43、假定剪力假定剪力 Fs 均匀地分布均匀地分布在剪切面上。在剪切面上。许用切应力许用切应力剪切强度条件剪切强度条件注意：注意： 是在与使用条件相同，假定相同的情况下，是在与使用条件相同，假定相同的情况下，经过实验计算得到的。经过实验计算得到的。安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2-13 2-13 剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算例题例题3-23-2平键连接平键连接 图示齿轮用平键与轴连接，图示齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径已知轴的直径d=70mmd=70mm，键的尺寸，键的尺寸为为 ，传递的扭转力偶矩传递的扭转力偶矩

44、M Me e=2kN=2kNm m，键的，键的许用应力许用应力 =60MPa=60MPa， = = 100MPa100MPa。试校核键的强度。试校核键的强度。OF FdMen nhb(a)(a)FSMennO(b)(b)0.5h0.5hFSnnb b(c)(c)目目 录录安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2-13 2-13 剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算解解：（1 1）校核键的剪切强度）校核键的剪切强度由平衡方程由平衡方程得得（2 2）校核键的挤压强度）校核键的挤压强度由平衡方程得由平衡方程得或或平键满足强度要求。

45、平键满足强度要求。目目 录录安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系一一.弯曲的概念弯曲的概念1.外力特点外力特点 外力与轴线垂直或外力偶作用面与轴线平行。外力与轴线垂直或外力偶作用面与轴线平行。2.变形特点变形特点 杆的轴线由直线变为曲线杆的轴线由直线变为曲线(轴线曲率改变轴线曲率改变)。3.一般把弯曲变形的杆叫做一般把弯曲变形的杆叫做“梁梁”。二二.对称弯曲对称弯曲(平面弯曲平面弯曲) 如果变形的轴线在载荷作用面内，叫平面弯曲。如果变形的轴线在载荷作用面内，叫平面弯曲。 如果梁具有纵向对称面，而且载荷作用在此对称面内，如果梁具

46、有纵向对称面，而且载荷作用在此对称面内，则产生平面弯曲，而且把这种平面弯曲特别称为则产生平面弯曲，而且把这种平面弯曲特别称为“对称弯对称弯曲曲”。课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2 受弯杆件的简化一一.结构简化结构简化 以轴线代替梁。以轴线代替梁。二二.载荷简化载荷简化 集中力、分布载荷集中力、分布载荷(均布载荷均布载荷)、集中力偶。、集中力偶。三三.支座简化支座简化 固定铰支座、活动铰支座、固定端。固定铰支座、活动铰支座、固定端。四四.静定梁的基本形式静定梁的基本形式 简支梁、外伸梁、悬臂梁。简支梁、外伸

47、梁、悬臂梁。课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3 剪力与弯矩-梁的内力一一.横截面上的两个内力分量横截面上的两个内力分量 剪力剪力(Q)与弯矩与弯矩(M) 正负号规定：正负号规定：(1)剪力剪力 使微段顺时针错动为正，使微段顺时针错动为正， 逆时针错动为负；逆时针错动为负；(2)弯矩弯矩 使微段上弯为正，下弯为负。使微段上弯为正，下弯为负。课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系二二. .梁的弯曲强度计算梁的弯曲强度计算1. 1.

48、截面法截面法2. 2.外力简化法外力简化法 Q = Q = 截面一侧梁上所有外力的代数和；截面一侧梁上所有外力的代数和； M = M = 截面一侧梁上所有外力对该截面形心之矩截面一侧梁上所有外力对该截面形心之矩 的代数和。的代数和。正负号规定：正负号规定： 左上右下剪力为正，左顺右逆弯矩为正。左上右下剪力为正，左顺右逆弯矩为正。课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系1 1 1 1 纯弯曲纯弯曲纯弯曲纯弯曲一一. .纯弯曲与横力弯曲纯弯曲与横力弯曲 纯弯曲时横截面上只有弯矩纯弯曲时横截面上只有弯矩二二. .弯曲变形

49、的特点弯曲变形的特点 ( (观察纯弯曲观察纯弯曲) )1.1.横截面发生转动，并基本保持平面不变；横截面发生转动，并基本保持平面不变；2.2.沿轴线的一层纵向纤维长度不变，叫沿轴线的一层纵向纤维长度不变，叫“中性层中性层”，中性层一，中性层一侧纵向纤维变短、而另一侧纵向纤维变长；侧纵向纤维变短、而另一侧纵向纤维变长；3.3.中性层与横截面的交线叫中性层与横截面的交线叫“中性轴中性轴”，横截面绕此轴转动。，横截面绕此轴转动。三三. .弯曲变形的基本假设弯曲变形的基本假设1.1.平面假设平面假设 变形后横截面保持平面不变；变形后横截面保持平面不变；2.2.纵向纤维间无正应力假设。纵向纤维间无正应力

50、假设。课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2 2 纯弯曲时的正应力纯弯曲时的正应力一一. .变形几何关系变形几何关系 ( (由实验观察由实验观察) )1.1.弯曲变形的基本假设是推导几何关系的基础。弯曲变形的基本假设是推导几何关系的基础。2.2.纵向纤维的变形量纵向纤维的变形量 ( (中性层长度不变中性层长度不变!),( !),( z z 是中性轴是中性轴) )y 处纵向纤维的线应变处纵向纤维

51、的线应变课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系二二. .物理关系物理关系 由变形基本假设，纵向纤维间无正应力，所以纵向纤维只由变形基本假设，纵向纤维间无正应力，所以纵向纤维只是单向拉伸或压缩，在比例极限内有是单向拉伸或压缩，在比例极限内有 s = Ee 所以有：由此得到正应力分布规律：由此得到正应力分布规律： 在在y0处处，即受拉侧为拉应力即受拉侧为拉应力； 且应力大小与距中性轴的距离成正比。且应力大小与距中性轴的距离成正比。课题四、平面弯曲安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电

52、工程系安庆职业技术学院机电工程系三三. .静力关系静力关系 分布在整个横截面上的微内力分布在整个横截面上的微内力 s dA，应合成为截面应合成为截面上的弯矩上的弯矩 M ，( ( 纯弯曲时纯弯曲时 N = Q = 0 ) )，所以有以下静所以有以下静力关系：力关系：由由(1)(1)解得解得：Sz = 0，即即z z轴轴( (中性轴中性轴) )过形心过形心；由由(2)(2)解得解得：Iyz=0，平面弯曲有纵向对称轴，此式满足；平面弯曲有纵向对称轴，此式满足；由由(3)(3)解得：解得：EIz 叫叫“抗弯刚度抗弯刚度”此式是弯曲变形的基本公式此式是弯曲变形的基本公式安庆职业技术学院机电工程系安庆职

53、业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系四四. .纯弯曲时横截面上的正应力公式纯弯曲时横截面上的正应力公式1.1.一般正应力公式：一般正应力公式：2.2.最大正应力公式：最大正应力公式：叫叫“抗弯截面系数抗弯截面系数抗弯截面系数抗弯截面系数”，矩形截面矩形截面矩形截面矩形截面 W=bhW=bh2 2/6/6，圆截面圆截面圆截面圆截面 W=W=p pD D3 3/32/32* *对于不关于中性轴对称的截面，有两个对于不关于中性轴对称的截面，有两个对于不关于中性轴对称的截面，有两个对于不关于中性轴对称的截面，有两个WW五五. . 正应力公式的适用范围正应力公式的适用

54、范围1.1.纯弯曲或纯弯曲或 l/h5 的横力弯曲；的横力弯曲；2.2.平面弯曲；平面弯曲； 3.3.直梁；直梁； 4.4.线弹性。线弹性。安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系最常见的是等直圆杆的扭转，因此称扭转杆件为最常见的是等直圆杆的扭转，因此称扭转杆件为“ “轴轴” ”。1.圆轴扭转的概念课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系二.扭转变形的特点1.外力特点：一对等值、反向力偶作用于杆两端，力偶的作用面与杆的轴线垂直。2.变形特点（圆轴）

55、： 相邻横截面轴向距离不变，只产生相对转动。相对转动的角度叫“扭转角”。课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2、圆轴扭转时的内力一.外力外力偶矩的计算1.已知轴的转速为 n (r/min)，传递的功率是P (kW)。则 此轴所受的外力偶矩为Me (Nm)：2.若N以“马力”为单位，则注意：计算时要注意各个物理量的单位注意：计算时要注意各个物理量的单位课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系二.内力扭矩1.横截面上的内力内力偶矩扭

56、矩T正负号规定： 力偶矩矢量方向与截面外法线同向为正，反之为负2.扭矩图与轴力图类似，表示各截面对应的扭矩的大小与正负号的图形课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3 3 3、圆轴扭转时的应力和强度计算、圆轴扭转时的应力和强度计算、圆轴扭转时的应力和强度计算一一一. . .横截面上应力分布规律的研究横截面上应力分布规律的研究横截面上应力分布规律的研究1. 1.1.通过圆轴扭转实验观察轴表面纵横划线的变化，得到：通过圆轴扭转实验观察轴表面纵横划线的变化，得到：通过圆轴扭转实验观察轴表面纵横划线的变化，得到：(1)

57、(1)(1)相邻圆周线轴向距离不变相邻圆周线轴向距离不变相邻圆周线轴向距离不变-横截面上无正应力横截面上无正应力横截面上无正应力；(2)(2)(2)圆周线形状大小不变圆周线形状大小不变圆周线形状大小不变-横截面仍为平面横截面仍为平面横截面仍为平面，半径仍为，半径仍为，半径仍为 直线；直线；直线；(3)(3)(3)纵向线倾斜纵向线倾斜纵向线倾斜( ( (方格变菱形方格变菱形方格变菱形)-)-)-横截面上有剪应力横截面上有剪应力横截面上有剪应力课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系三.剪切胡克定律1.薄壁圆筒扭转时

58、的剪应变剪应变等于表面纵向线变形后的倾角；若筒长为l，半径为R，两端相对扭转角是F，则有：课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系2. 2.2.剪切胡克定律剪切胡克定律剪切胡克定律由薄壁圆筒的扭转实验可得：由薄壁圆筒的扭转实验可得：由薄壁圆筒的扭转实验可得： t t = G = G g g G G是是是剪切弹性模量剪切弹性模量剪切弹性模量3.三个弹性常数的关系课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系3. 3.横截面上应力分布规律横截

59、面上应力分布规律 ( (应用物理关系推导应用物理关系推导) )(1)(1)大小：由剪切胡克定律可得大小：由剪切胡克定律可得 可知：在同一截面上剪应力与离圆心的距离成正比，可知：在同一截面上剪应力与离圆心的距离成正比，可知：在同一截面上剪应力与离圆心的距离成正比， 即：即：即：剪应力沿半径线性分布剪应力沿半径线性分布剪应力沿半径线性分布安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系(2)(2)方向方向(a) (a) 圆周上剪应力的方向：圆周上剪应力的方向： 由于由于轴表面是自由表面轴表面是自由表面，轴表面，轴表面无应力，所以横截面上的剪应

60、力必然与圆周相切，即与半无应力，所以横截面上的剪应力必然与圆周相切，即与半径垂直。径垂直。(b) (b) 圆内各点剪应力的方向：由于横截面仍为平面且半径没圆内各点剪应力的方向：由于横截面仍为平面且半径没有变形仍是直线状态，表明各同心柱面之间没有相对错动，有变形仍是直线状态，表明各同心柱面之间没有相对错动，故各同心柱面与轴的外表面一样无剪应力，因此圆内各点故各同心柱面与轴的外表面一样无剪应力，因此圆内各点的剪应力亦与半径垂直。的剪应力亦与半径垂直。综上所述，圆轴扭转时横截面上的剪应力分布情况为：综上所述，圆轴扭转时横截面上的剪应力分布情况为：安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安

61、庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系二.剪应力的计算 (应用静力关系)1.一般剪应力公式2. 2.最大剪应力最大剪应力 r = R时时实心圆轴实心圆轴：空心圆轴空心圆轴：抗扭抗扭抗扭抗扭截面系数截面系数截面系数截面系数安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系三.圆轴扭转强度条件1.扭转破坏试验 测试材料在扭转时的力学性能2.强度条件(1)许用剪应力(2)(2)强度条件强度条件 在在静载静载时，塑性材料的时，塑性材料的 t = (0.50.6) s; 脆性材料的脆性材料的 t = (0.81.0) s。 但是轴一般都受

62、但是轴一般都受“ “动载动载” ”( (交变应力交变应力) )，所以，所以t更低。更低。安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系4 4、弯扭组合变形的强度计算、弯扭组合变形的强度计算安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系 略去推导，按照强度理论建立圆轴弯扭组合变形略去推导，按照强度理论建立圆轴弯扭组合变形的强度条件是：的强度条件是：它是第三强度理论强度条件的另一种表达形式。它是第三强度理论强度条件的另一种表达形式。式中：式中：s sd第三强度理论的相当应力；第三强度

63、理论的相当应力； M圆轴危险截面上的弯矩；圆轴危险截面上的弯矩； T 圆轴危险截面上的弯矩；圆轴危险截面上的弯矩； WZ圆轴弯曲截面系数；圆轴弯曲截面系数； s s 圆轴的许用应力，由轴的材料及热圆轴的许用应力，由轴的材料及热处理工艺决定，可查阅有关资料。处理工艺决定，可查阅有关资料。 (6-19)课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系1、动载荷 静载荷：初始载荷为零，加载过程缓慢，杆件各点的加速度很小忽略不计，载荷最终值不在随时间的变化发生变化。 动载荷：构件产生明显的加速度或随时间变化的载荷5 5、动载荷与交变应力概念、动载荷与交变应力概念安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系式中，式中，K动动动载荷系数。由于动载荷系数。由于s s动动s s静静，故，故 K动动1 1。2、交变应力 应力值随时间做周期性变化原因：构件收到周期性变化的载荷作用或构件本身旋转所致结果：疲劳失效构件尺寸突变或内部缺陷部位的应力集中 诱发微裂纹过程：微裂纹不断萌生-集结-沟通形成宏裂纹并突然断裂课题五、圆轴的扭转安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系安庆职业技术学院机电工程系课题五、圆轴的扭转