温度应力、装配应力

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,2.11,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：,材料的线胀系数,温度变化（升高）,2,、,杆件的温度变形（伸长）,3,、,杆端作用产生的缩短,4,、,变形条件,5,、,求解未知力,即,温度应力为,目 录,1,、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,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,两端用刚性块连接在一起的两根相同的钢杆,1,、,2,（图,a,），其长度,l,=200 mm,，,直径,d=10 mm,。求将长度为,200.11 mm,，,亦即,e,=0.11 mm,的,铜杆,3,（图,b,）装配在与杆,1,和杆,2,对称的位置后（图,c,）各杆横截面上的应力。已知：铜杆,3,的横截面为,20 mm,30 mm,的矩形，钢的弹性模量,E=210,GPa,，,铜的弹性模量,E,3,=100,GPa,。,(d),解,：,变形协调方程（图,c,）为,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：,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,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,.,剪切的实用计算,2-13,剪切和挤压的实用计算,铆钉连接,剪床剪钢板,F,F,目 录,n,n,n-n,，剪切面,销轴连接,剪切受力特点：,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。,变形特点：,位于两力之间的截面发生相对错动。,目 录,F,F,F,n,n,F,F,s,n,F,n,F,s,n,n,F,F,s,F,s,n,n,F,m,m,剪力,假设切应力在剪切面（,m-m,截面）上是均匀分布的,得实用切应力计算公式：,切应力强度条件：,许用切应力，常由实验方法确定,塑性材料：,脆性材料：,目 录,二,.,挤压的实用计算,F,F,压溃,(,塑性变形,),F,F,挤压面,接触面为平面，计算挤压面就是该面,接触面为弧面，取受力面对直径的投影面,挤压力,挤压面,t,d,F,bs,A,bs,=td,塑性材料：,脆性材料：,挤压强度条件：,许用挤压应力，常由实验方法确定,目 录,电瓶车挂钩由插销联接，如图示,。,插销材料为,20,钢，,=30MPa,，,bs,100MPa,，,直径,d,=20mm,。,挂钩及被联接的板件的厚度分别为,t,=8mm,和,1.5,t,=12mm,。,牵引力,F,=15kN,。,试校核插销的强度。,平键连接,图示齿轮用平键与轴连接，已知轴的直径d=70mm，键的尺寸为 ，传递的扭转力偶矩M,e,=2kN,m，键的许用应力,=60MPa,，=,100MPa。试校核键的强度。,O,F,d,Me,n,n,h,b,(a),F,S,Me,n,n,O,(b),0.5h,F,S,n,n,b,(c),目 录,解,：,（,1,）校核键的剪切强度,由平衡方程,得,（,2,）校核键的挤压强度,由平衡方程得,或,平键满足强度要求。,目 录,