温度应力、装配应力.ppt

§2.11 2.11 温度应力和装配应力温度应力和装配应力一、温度应力 温度应力——在超静定结构中，由于温度变化引起的 变形受到约束的限制，因此在杆内将产 生 内力和应力，称为温度应力和热应力此时杆件的变形——由温度变化引起的变形温度内力引起的弹性变形已知：已知：材料的线胀系数材料的线胀系数温度变化（升高）温度变化（升高）2、、杆件的温度变形（伸长）杆件的温度变形（伸长）3、、杆端作用产生的缩短杆端作用产生的缩短4、、变形条件变形条件5、、求解未知力求解未知力即即温度应力为温度应力为目目 录录1、平衡方程、平衡方程(压)温度应力为：对于碳钢： 所以当 较大时,温度应力的数值便非常可观二、装配应力二、装配应力 装配应力——在超静定结构中，由于制造、装配不准确，在结构装配好后不受外力作用即已存在的应力。

例例 两端用刚性块连接在一起的两根两端用刚性块连接在一起的两根相同的钢杆相同的钢杆1 1、、 2 2（图（图a a），其长度），其长度l l =200 mm =200 mm，，直径直径d =10 mmd =10 mm求将长度为长度为200.11 mm200.11 mm，，亦即亦即 e e=0.11 =0.11 mmmm的的铜杆铜杆3 3（图（图b b）装配在与杆）装配在与杆1 1和和杆杆2 2对称的位置后（图对称的位置后（图c c）各杆横截）各杆横截面上的应力已知：铜杆面上的应力已知：铜杆3 3的横截的横截面为面为20 mm20 mm××30 mm30 mm的矩形，钢的弹的矩形，钢的弹性模量性模量E=210 E=210 GPaGPa，，铜的弹性模量铜的弹性模量E E3 3=100 =100 GPaGPa(d)解：变形协调方程（图变形协调方程（图c）为）为利用物理关系得补充方程：利用物理关系得补充方程：将补充方程与平衡方程联立求解得：将补充方程与平衡方程联立求解得：各杆横截面上的装配应力如下：各杆横截面上的装配应力如下：应力集中：由于杆件外形突然变化而引起局部应力急剧增大的现象。

理论应力集中因数：§2.12 2.12 应力集中的概念应力集中的概念截面尺寸改变越急剧，角越尖，孔越小，应力集中的程度越严重在构件上开孔、开槽时采用圆形、椭圆或带圆角的，避免或禁开方形及带尖角的孔槽，在截面改变处尽量采用光滑连接等（a）静载荷作用下：塑性材料所制成的构件对应力集中的敏感程度较小；脆性材料所制成的构件必须要考虑应力集中的影响即当 达到 时，该处首先产生破坏b）动载荷作用下： 无论是塑性材料制成的构件还是脆性材料所制成的构件都必须要考虑应力集中的影响一一. .剪切的实用计算剪切的实用计算§2-13 §2-13 剪切和挤压的实用计算剪切和挤压的实用计算铆钉连接铆钉连接剪床剪钢板剪床剪钢板F FF F目目 录录nnn-nn-n，剪切面，剪切面销轴连接销轴连接剪切受力特点：剪切受力特点：作用在构件两侧面上的外力合作用在构件两侧面上的外力合力大小相等、方向相反且作用线很近力大小相等、方向相反且作用线很近变形特点：变形特点：位于两力之间的截面发生相对错动位于两力之间的截面发生相对错动目目 录录F FF FF FnnF FF Fs snF FnF Fs snnF F｛｛｛｛｝｝｝｝F Fs sF Fs snnF Fmm剪力剪力 假设切应力在剪切面假设切应力在剪切面（（m-m m-m 截面）上是均匀分截面）上是均匀分布的布的, , 得实用切应力计算得实用切应力计算公式：公式：切应力强度条件：切应力强度条件：许用切应力，常由实验方法确定许用切应力，常由实验方法确定塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：目目 录录二二. .挤压的实用计算挤压的实用计算FF压溃压溃(塑性变形塑性变形)FF挤压面挤压面①①接触面为平面，计算挤压面就是该面接触面为平面，计算挤压面就是该面②②接触面为弧面，取受力面对直径的投影面接触面为弧面，取受力面对直径的投影面挤压力挤压力挤压面挤压面tdFbsAbs=td塑性材料：塑性材料：脆性材料：脆性材料：挤压强度条件：挤压强度条件：许用挤压应力，常由实验方法确定许用挤压应力，常由实验方法确定目目 录录电电瓶瓶车车挂挂钩钩由由插插销销联联接接，，如如图图示示。

插插销销材材料料为为2020钢钢，，[τ]=30MPa，，[σbs]＝＝100MPa，，直直径径d=20mm挂挂钩钩及及被被联联接接的的板板件件的的厚厚度度分分别别为为t=8mm和和1.5t=12mm牵引力牵引力F=15kN试校核插销的强度试校核插销的强度 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M Me e=2kN=2kN··m m，键，键的许用应力的许用应力[ [ττ]=60MPa]=60MPa，，[ ]= [ ]= 100MPa100MPa试校核键的强度试校核键的强度OF FdMe｝｝n nhb(a)(a)FSMennO(b)(b)0.5h0.5hFSnnb b(c)(c)目目 录录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。

平键满足强度要求目目 录录。