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机械设计实用计算(3)之应力

非标机械设计学习分享 2019-12-08 22:17 发文

内力:

当受到外力作用而发生变形时,各点之间产生附加的相互作用力,称为附加内力,简称内力。

内力是由外力引起并与变形同时产生,它随着外力的增大而增大,当超过某一限度时,构件将不能正常工作。

轴力:

由于杆件轴向拉压时所有外力均沿轴线方向,因此横截面的内力也必然沿轴线方向。

这种内力称为轴力。

轴力的正负号规定:轴力的方向与所有横截面的外法线方向一致时,轴力为正;反之为负。

应力是一个矢量,通常将其分解为与截面垂直的分量σ和与截面相切的分量τ。

σ称为正应力;τ称为切应力。

应力的的单位为Pa,1Pa=1N/m^2,工程实践中常用MPa、GPa来表示应力。

1MPa=10^6Pa;1GPa=10^9Pa

应力的正负号规定:

正应力:拉应力为正;压应力为负。

切应力:使其对作用部分产生顺时针转动趋势者为正;反之为负。

正应力的计算公式:



式中:A为杆横截面面积。

 

斜截面上的应力:


若杆件横截面积为A,则斜截面面积为:

斜截面上的应力(全应力)计算:

将斜截面上的全应力沿截面法向与切向分解,可得斜截面上正应力和切应力:

斜截面的正应力计算步骤:

1)先计算斜截面上的应力(全应力);

2)再将斜截面上的应力分解为斜截面上的正应力和切应力。


例1:

如下图所示,钢板为两块由斜焊缝焊接而成,受拉力F作用。已知:F=20kN,b=200mm,t=10mm,α=30°。试求焊缝内的应力。

解:分析可知,求焊缝内的应力实际上是求板(视为杆)的斜截面(α=30°)上的正应力和切应力。

横截面上的正应力:

斜截面上的正应力和切应力:

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