工程力學材料力學篇複習

2021-03-04 09:36:02 字數 4669 閱讀 8121

宣告一:材料力學篇書上有好多經典的例題,需要你認真琢磨~考試比重來講靜力學也就佔20分,而材料力學則佔80分,所以要認真複習哦~

宣告二:本資料列出的都是考試重點,可能不會包含程老師上課講的所有內容,徹底掌握本資料上的所有內容考試就ok啦~

宣告三:由於本人比較笨,有些**不會用電腦生成,只能用相機照下來再插進去,可能效果不太好,望見諒

宣告四:本資料在編輯過程中難免會出現一些錯誤,本人也會盡最大努力保證資料的準確性,避免嚴重性的錯誤,如發現錯誤,還望見諒並告訴筆者,筆者會第一時間進行修正。

宣告五:本資料會先說知識點後講題,基本都是課後練習題(我們那屆留的作業~但可能會跟你們的有些出入)

宣告六:本資料的所有解釋與注釋都是本人原創,全世界獨一無二~如有盜版,追究到底!

ps:**整理by吳奐……

下面進入正題

第七章:緒論

本章概況:本章會引入幾個新的概念,了解並且掌握就可以了

重點一:何謂應力?

答:應力有點類似我們初中學的壓強一樣,如圖所示,在介面m-m上任意一點k的周圍取一微笑面積△a,並設作用在該面積上的內力為△f,則△a與△f的比值,稱為△a內的平均應力,用p表示,即p=△f/△a,當△a趨近於0時,p稱為k點處的應力或總應力。

重點二:何謂正應力與切應力?

答:如圖可知,應力p的方向與f的方向是一致的,為了分析方便,通常將應力p延截面法向與切線方向分解為兩個分量,延截面法向的應力分量稱為正應力,用σ表示;延截面切向的應力分量稱為切應力,用τ表示;很顯然p=σ+τ。

重點三:單位換算

力與面積的基本單位分別為n與m,應力的單位是pa,名為帕斯卡,1pa=1n/m,應力的常用單位是mpa,1mpa=10x10pa(沒有找到10的6次方這個符號,囧==!)

ps:正應變與切應變考試不考,劃重點的時候應該不會畫,如果畫了看看書120頁就會了,本章沒有課後練習題。。。。。

第八章:軸向拉伸與壓縮

本章概況:本章的軸力圖和低碳鋼的拉伸力學效能是必考的,軸力圖考畫圖,是一道大題,低碳鋼考的是選擇題或者填空。除此之外,連線部分的強度計算也是考試的重點!

重點一:何謂軸力?

答:一根杆左右兩端分別受乙個f的力,那麼它是是平衡的,那麼它的任何乙個部位都是平衡的,假設將一根桿用截面法切開,必有乙個內力讓切開的部分保持平衡,這個軸向的內力就是軸力,用fn表示,軸力或為拉力,或為壓力,規定拉力為正,壓力為負,這裡的壓力和拉力都是以研究物件為參考係的,具體情況需要具體分析,如圖所示:

重點二:如何計算軸力?

答:如圖所示:

(a) 圖所示的拉壓根,承受三個軸向載荷,由於在截面b處作用有外力,桿件ab與bc的軸力將不同,所以要分段研究。

利用截面法在ab段去1-1截面將桿件切開,並選取切開後的左端為研究物件,列∑fx=0,求得fn1=2f,對於左端切開部分的桿件而言,fn1為拉力,所以這個軸力fn1就是正的;同理在bc段選取2-2截面將桿件切開,下面介紹兩種方法,重在體會!

(1) 選取2-2截面的左端部分為研究物件,以向右為正方向,列∑fx=0即f-2f+fn2=0,求得fn2=f,fn2為正,說明方向向右,對於研究物件而言(研究物件是2-2截面的左邊部分),右方向的力是拉力,所以這個軸力就是正的!

(2) 選取2-2截面的右邊部分為研究物件,以右為正方向,列∑fx=0即f+fn2=0,解得fn2=-f,fn2為負,說明方向向左,對於研究物件而言(研究物件是2-2截面的右端部分),向左的軸力是拉力!所一這個軸力是正的!

總結:1求軸力的時候,如果處了桿件兩端還受其他外力的話,我們一定要分段研究!

2利用∑fx=0求出fn,注意拉為正壓為負(拉或壓都是相對於研究物件而言的),熟練地話可以直接看出來。

3對於研究物件的選取:通過對2-2截面的研究我們發現,雖然研究物件不同,但是結果是相同的,所以我們應該選擇受力較少的一段為研究物件,這樣會方便我們的計算!

重點三:如何畫軸力圖?

答:畫軸力圖要注意一下幾個要素:1.

橫縱座標與原點,橫座標為x,縱座標為fn,原點為0;2軸力圖是乙個圍合的圖形,圖形的跨度與桿件的長度一致,圖形的轉折點是桿件受外力的那個點;3在x軸上面的軸力為正,下面的為負,注意標上符號(即圓圈裡加上+或-),並且注意給圍合的部分畫上豎向的陰影;4轉折點注意標上空心的小圓圈與軸力的大小。我們對上面的例題畫軸力圖,如圖所示:(軸力圖很重要,這裡我就放大一下,仔細看哦~)

ps:回去再看看124-125頁的例題8-1,很簡單的,你可以不必按照步驟看,按照我給你提供的方法算,畫起來很簡單的!~~

重點四:低碳鋼的拉伸力學效能

先看個圖吧:橫座標是應變,縱座標是應力,把這個圖長得啥樣記住!

這部分考試會考選擇或者填空,在這裡我要強調四個階段與三個特殊點,一定要背下來!

四個階段:1:線性階段圖中oa段,即應力與應變成正比的階段;2屈服階段:

應力與應變之間不再保持正比的關係,在此階段內,應力幾乎不變,而應變卻急劇增加,材料失去了抵抗變形的能力。當應力達到一定值時,應力雖不增加(或在微小範圍內波動),而變形卻急劇增長,這種現象稱為屈服;3硬化階段:經過了屈服階段後,材料又增強了抵抗變形的能力,這是要使材料繼續變形需要增大應力,這種現象稱為應變硬化!

;4頸縮階段:當應力增長至最大值σb之後,材料的某一區域性顯著收縮,產生頸縮,頸縮現象出現之後,試件繼續變形所需的拉力減小,最後試件在頸縮處斷裂

三個特殊點:一:σp稱為比例極限,它就是線性階段最高點a所對應的正應力,沒啥特殊含義;二:

σs稱為屈服應力或屈服極限,它的含義是指使材料發生屈服的正應力;三σb稱為強度極限,強度極限是材料所能承受的最大應力,超過這個極限再用力的話材料就斷裂了。

ps:這個圖如果你看不懂的畫把它轉過來,讓它的橫座標是應力,縱座標是應變。

重點五:連線部分強度計算的方法

解釋:這一部分主要是分析鉚釘的擠壓與剪下

一:剪下強度分析:【τ】是許用切應力,一般題中都會給的;我們來看乙個圖

這是乙個平面圖(立體的我不會畫。。。。),想象一下把,乙個鉚釘連線住兩塊板,在這個鉚釘的圓截面上可能會出現剪下的現象,使鉚釘斷裂,設鉚釘的圓截面面積為a,鉚釘半徑為r,那麼作用在這個圓截面上的切應力τ=f/a=f/πr,為了不使鉚釘的圓截面發生剪下斷裂,這個剪下應力應該滿足的條件是τ≦【τ】

ps:我這個圖畫的實在水,但願你能理解吧,實在看不明白我再給你講。。。。

二:擠壓強度分析:【σbs】是許用擠壓應力;σbs是最大擠壓應力,我們再來看乙個圖。。。。

想象一下,在拉耳片的時候可能會由於軸向拉力使鉚釘和耳片的連線部分發生擠壓斷裂,我們設耳片的厚度為δ,鉚釘的直徑為d,受擠壓的橫截面如圖所示,是乙個矩形,我們設擠壓截面的面積為a,則a=δd,那麼軸向拉壓所產生的最大擠壓應力為σbs=f/a=f/δd,為了使連線部分不發生斷裂,條件就是σbs≦【σbs】

下面我們來分析兩道例題,加強對知識的應用與強化

例8-12如圖所示鉚接接頭,承受軸向拉力f的作用,試求該拉力的許用值。一致板厚δ=2mm,板寬b=15mm,鉚釘直徑d=4mm,許用切應力【τ】=100mpa,許用擠壓應力【σbs】=300mpa,許用拉應力【σ】=160mpa

解題思路:你肯定會疑惑,前面只講了【τ】與【σbs】,這裡怎麼出來個【σ】呢?解釋:

這裡的【σ】是讓我們對拉伸強度進行分析;對於鉚釘我們要研究剪下強度與擠壓強度;對於杆,我們要分析拉伸強度;所以我們的解題思路就是分別對剪下強度,擠壓強度,與拉伸強度進行分析,得出的三個f取最小的。

解:(1)剪下強度分析

鉚釘圓截面上的切應力τ=4f/πd,根據要求。我們要使τ≦【τ】,解得f≦1257n

(2)擠壓強度分析

鉚釘與孔壁的最大擠壓應力為σbs=f/δd,為了滿足條件,我們要使σbs≦【σbs】

解得f≦2400n

(3) 拉伸強度分析

解釋:對拉伸強度進行分析時我們要分析f所產生的最大拉應力σmax,通過對題的分析,我們不難得出σmax=f/(b-d)δ

由題意可知:σmax≦【σ】,解得:f≦3520n

綜合以上三方面考慮,f的許用值是1257n

總結:這塊你暈也好不理解也好,這都沒有關係!,做這塊的題就是照葫蘆畫瓢,非常的模式化,當然了,你能理解是最好滴!

總結一下這種題的做題步驟就是:剪下強度分析,擠壓強度分析,拉伸強度分析。。。。。。很模式化吧==!

例題8-14

如圖所示拉桿,用四個直徑相同的鉚釘固定在格板上,拉桿與鉚釘的材料相同,試校核鉚釘與杆的強度。已知載荷f=80kn,板寬b=80mm,板厚δ=10mm,鉚釘直徑d=16mm,許用切應力【τ】=100mpa,許用擠壓應力【σbs】=300mpa,許用拉應力【σ】=160mpa

解題思路:對於鉚釘,我們要分析擠壓強度與剪下強度,對於杆我們要分析拉伸強度

(1) 剪下強度分析

新概念的引入:當各鉚釘的材料與直徑均相同時,且外力的作用線通過鉚釘群切面的形心時,我們認為每個鉚釘剪下面的剪力均相同,即fs(剪力)=f/n,n為鉚釘的數量,你不用管它為什麼,記住就ok啦,記住你就能做題啦~

fs=f/4=20kn,τ=4fs/πd=99.5mpa≦【τ】

(2) 擠壓強度計算

新概念的引入:鉚釘所受擠壓力與鉚釘切面上的剪力相同,這個概念也是你記住就ok啦,不用管為什麼,即fb=fs=20kn

最大擠壓應力σbs=fb/δd=125mpa≦【σbs】

(3) 杆的拉伸強度分析

杆的受力軸力圖如(c)圖所示,顯然呢,1-1截面上的正應力最大

σmax=fnmax/(b-d)δ=125mpa≦【σ】

可見,鉚釘與拉桿均滿足強度要求。

習題詳解:

8-1 試求圖示各桿的軸力,並指出軸力的最大值。

(a)(1) 用截面法求內力,取1-1、2-2截面;

3工程力學材料力學答案

3 1 已知梁ab上作用一力偶,力偶矩為m,梁長為l,梁重不計。求在圖a,b,c三種情況下,支座a和b的約束力 解 a 受力分析,畫受力圖 a b處的約束力組成乙個力偶 列平衡方程 b 受力分析,畫受力圖 a b處的約束力組成乙個力偶 列平衡方程 c 受力分析,畫受力圖 a b處的約束力組成乙個力偶...

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