工程力学复习题省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx
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1、例例例例1 1已知已知已知已知:F F=20kN,=20kN,q q=10kN/m,M=20KN.m =10kN/m,M=20KN.m L L=1m;=1m;求求求求:A,B A,B 处约束力处约束力处约束力处约束力.解解解解:取取取取CD CD CD CD 梁梁梁梁,得得得得 F FB B=45.77kN=45.77kN取整体取整体取整体取整体 得得得得 F F Ay Ay=-2.32kN=-2.32kNF F Ax Ax=32.89kN =32.89kN MA=10.37kN.MMA=10.37kN.M 一、静力学一、静力学一、静力学一、静力学 1.1.1.1.三力平衡汇交定理三力平衡汇交
2、定理三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理2.2.平面任意力系向平面内一点简化结果平面任意力系向平面内一点简化结果平面任意力系向平面内一点简化结果平面任意力系向平面内一点简化结果3.3.力偶作用效应和性质力偶作用效应和性质力偶作用效应和性质力偶作用效应和性质4.4.物系平衡问题。物系平衡问题。物系平衡问题。物系平衡问题。第1页例3-12 已知结构如图所表示,其上作用载荷分布如图,q13 kN/m,q20.5 kN/m,力偶矩M2 kNm,试求固定端A与支座B约束反力和铰链C内力。解:本题如以整体整体为研究对象,固定端固定端反力有X XA、Y YA与MA,支座B反力有N NB共四个未知量。又考虑到还要
3、求铰链C内力,故且先分开BC部分,画受力图如(b)来求解。第2页研究BC研究AC第3页例例例例2:2:已知已知已知已知:DC=CE=CA=CB=2l,R=2r=l,DC=CE=CA=CB=2l,R=2r=l,P P,各构件自重不计。各构件自重不计。各构件自重不计。各构件自重不计。求求求求:A,EA,EA,EA,E支座处约束力及支座处约束力及支座处约束力及支座处约束力及BDBDBDBD杆受杆受杆受杆受力。力。力。力。例例例例3 3 3 3:图示结构中,图示结构中,图示结构中,图示结构中,A A A A 处为固定处为固定处为固定处为固定端约束,端约束,端约束,端约束,C C C C 处为光滑接触,
4、处为光滑接触,处为光滑接触,处为光滑接触,D D D D处为处为处为处为铰链连接。已知:铰链连接。已知:铰链连接。已知:铰链连接。已知:F F1 1=F=F2 2400N400N,M=300N.mM=300N.m,AB=BC=400mmAB=BC=400mm。DC=CE=300mmDC=CE=300mm,=45=45 不计各不计各不计各不计各构件自重,求固定端构件自重,求固定端构件自重,求固定端构件自重,求固定端A A A A处与铰链处与铰链处与铰链处与铰链D D D D处处处处 约束力。约束力。约束力。约束力。第4页二、拉压二、拉压二、拉压二、拉压 当杆件受到与其轴线重合外力作用时,将会产生
5、轴向拉伸当杆件受到与其轴线重合外力作用时,将会产生轴向拉伸当杆件受到与其轴线重合外力作用时,将会产生轴向拉伸当杆件受到与其轴线重合外力作用时,将会产生轴向拉伸或压缩变形。或压缩变形。或压缩变形。或压缩变形。受力特点受力特点受力特点受力特点:外力协力作用线与杆轴线重合。外力协力作用线与杆轴线重合。外力协力作用线与杆轴线重合。外力协力作用线与杆轴线重合。变形特点变形特点变形特点变形特点:杆件沿轴线方向伸长或缩短。:杆件沿轴线方向伸长或缩短。:杆件沿轴线方向伸长或缩短。:杆件沿轴线方向伸长或缩短。轴力:轴力:轴力:轴力:变形:变形:变形:变形:三种不一样情况下强度计算三种不一样情况下强度计算三种不一
6、样情况下强度计算三种不一样情况下强度计算 强度校核强度校核强度校核强度校核:在已知荷载、构件尺寸和材料情况下,在已知荷载、构件尺寸和材料情况下,在已知荷载、构件尺寸和材料情况下,在已知荷载、构件尺寸和材料情况下,构件是否构件是否构件是否构件是否 满足强度要求满足强度要求满足强度要求满足强度要求第5页 A AB BC CD DE E b bO O s s e e p p 颈缩阶段颈缩阶段颈缩现象颈缩现象试验时注意试验时注意试验时注意试验时注意断口特点断口特点断口特点断口特点F F低碳钢试件在拉伸时力学性能低碳钢试件在拉伸时力学性能低碳钢试件在拉伸时力学性能低碳钢试件在拉伸时力学性能 p p 百分
7、比极限:应力应变成正百分比关系应力最大值。百分比极限:应力应变成正百分比关系应力最大值。百分比极限:应力应变成正百分比关系应力最大值。百分比极限:应力应变成正百分比关系应力最大值。e e 弹性极限:卸载后试件上不产生塑性变形应力最大值。弹性极限:卸载后试件上不产生塑性变形应力最大值。弹性极限:卸载后试件上不产生塑性变形应力最大值。弹性极限:卸载后试件上不产生塑性变形应力最大值。s s 屈服极限:屈服极限:屈服极限:屈服极限:(下屈服点应力值下屈服点应力值下屈服点应力值下屈服点应力值)出现大塑性变形应力值。出现大塑性变形应力值。出现大塑性变形应力值。出现大塑性变形应力值。b b 强度极限;(抗拉
8、强度)材料所能承受最大应力。强度极限;(抗拉强度)材料所能承受最大应力。强度极限;(抗拉强度)材料所能承受最大应力。强度极限;(抗拉强度)材料所能承受最大应力。第6页例例8-8 8-8 结构如图所表示结构如图所表示,横梁为刚性梁横梁为刚性梁,长度为长度为2a,2a,自重不计自重不计,在在横梁横梁ABAB端点端点B B处作用一集中力处作用一集中力P,P,拉杆拉杆CD,BECD,BE长度长度l l,弹性模量为弹性模量为E E1 1,E E2 2,截面积为截面积为A A1 1,A,A2 2,求拉杆求拉杆CDCD和和BEBE轴力轴力P PA AB BC CD DE Ea aa a y yA AF FN
9、1N1F FN2N2P P解解:1.列平衡方程列平衡方程2.变形几何关系变形几何关系3.3.物理关系物理关系物理关系物理关系4.4.补充方程补充方程补充方程补充方程第7页 图示铰接结构由杆图示铰接结构由杆AB和和AC组成,杆组成,杆AC长度为杆长度为杆AB长度两长度两倍,横截面面积均为倍,横截面面积均为A=100mm2.两杆材料相同,许用应力两杆材料相同,许用应力s=80s=80Mpa,试求结构许用载荷试求结构许用载荷F 例例8-6 8-6 (P140P140)第8页三、剪切和挤压三、剪切和挤压三、剪切和挤压三、剪切和挤压1)1)1)1)剪切:剪切:剪切:剪切:受力特点受力特点受力特点受力特点
10、:外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。外力大小相等、方向相反、相距很近、垂直于轴线。变形特点变形特点变形特点变形特点:在平行外力之间截面,发生相对错动变形:在平行外力之间截面,发生相对错动变形:在平行外力之间截面,发生相对错动变形:在平行外力之间截面,发生相对错动变形 名义切应力:名义切应力:剪切强度条件:剪切强度条件:F FF F剪切面剪切面F FF FF FF Fs s第9页名义挤压应力名义挤压应力 假如挤压面为平面,挤压面计算面积等假如挤压面为平面,挤压面计算面积等假如挤压面为平面,挤压
11、面计算面积等假如挤压面为平面,挤压面计算面积等 于挤压面面积于挤压面面积于挤压面面积于挤压面面积假如挤压面为半圆柱面,其假如挤压面为半圆柱面,其假如挤压面为半圆柱面,其假如挤压面为半圆柱面,其AbsAbsAbsAbs计算面积等计算面积等计算面积等计算面积等 于过直径截面面积于过直径截面面积于过直径截面面积于过直径截面面积 t td dF Fbsbs挤压强度条件:挤压强度条件:2 2)挤压:)挤压:)挤压:)挤压:挤压变形:挤压变形:挤压变形:挤压变形:连接件在压力作用下而出现局部压陷变形连接件在压力作用下而出现局部压陷变形连接件在压力作用下而出现局部压陷变形连接件在压力作用下而出现局部压陷变形
12、 挤压面:挤压面:挤压面:挤压面:两构件接触面叫挤压面。两构件接触面叫挤压面。两构件接触面叫挤压面。两构件接触面叫挤压面。第10页1.1.图示联接销钉。已知图示联接销钉。已知F100KN,销钉直径销钉直径d=30mm,材料许用切应力,材料许用切应力,t,t=60 MPa.。试校核销钉剪切强度。若强度不够,应改用多试校核销钉剪切强度。若强度不够,应改用多大直径销钉。大直径销钉。2 2、已知、已知P P、a a、b b、l l。计算榫接头剪应计算榫接头剪应力和挤压应力力和挤压应力。双剪双剪第11页3 3拉杆头部尺寸如图所表示拉杆头部尺寸如图所表示,已知已知,许用挤压应力许用挤压应力校核拉杆头部强度
13、,校核拉杆头部强度,4.4.钢板厚度钢板厚度t=2.5mm,t=2.5mm,材料剪切强度极限材料剪切强度极限 =320Mpa,=320Mpa,试求冲一矩形孔需多大冲试求冲一矩形孔需多大冲 剪力剪力P P?矩形孔尺寸?矩形孔尺寸bh=3020(mm)bh=3020(mm)。第12页四、扭转四、扭转四、扭转四、扭转 直杆在若干个直杆在若干个横截面上受到转向不一样外力偶作用横截面上受到转向不一样外力偶作用横截面上受到转向不一样外力偶作用横截面上受到转向不一样外力偶作用而产生变形。而产生变形。外力特点:在垂直于杆轴平面上作用有力偶。外力特点:在垂直于杆轴平面上作用有力偶。外力特点:在垂直于杆轴平面上作
14、用有力偶。外力特点:在垂直于杆轴平面上作用有力偶。变形特点:杆上各个横截面均绕杆轴线发生相对转动。变形特点:杆上各个横截面均绕杆轴线发生相对转动。变形特点:杆上各个横截面均绕杆轴线发生相对转动。变形特点:杆上各个横截面均绕杆轴线发生相对转动。(千瓦)(千瓦)(千瓦)(千瓦)(转分)(转分)(转分)(转分)(牛米)(牛米)(牛米)(牛米)1 1、外力偶矩计算、外力偶矩计算、外力偶矩计算、外力偶矩计算2 2 2 2、横截面上距圆心为、横截面上距圆心为、横截面上距圆心为、横截面上距圆心为 处任一点剪应力计算公式。处任一点剪应力计算公式。处任一点剪应力计算公式。处任一点剪应力计算公式。第13页极惯性矩
15、极惯性矩极惯性矩极惯性矩实心圆:实心圆:实心圆:实心圆:空心圆:空心圆:空心圆:空心圆:抗扭截面模量抗扭截面模量抗扭截面模量抗扭截面模量实心圆:实心圆:实心圆:实心圆:空心圆:空心圆:空心圆:空心圆:3 3 3 3、最大切应力、最大切应力、最大切应力、最大切应力第14页 校核强度校核强度校核强度校核强度已知已知已知已知T T T T 、D D D D 和和和和,确定,确定,确定,确定 设计截面设计截面设计截面设计截面已知已知已知已知T T T T 和和和和,由,由,由,由 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已知已知已知D D D D 和和和和,由,由,由,由处理三类强度问题处
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