机械设计基础 力学基础.ppt

文档介绍：工业设计机械基础
§1 机械零件工作能力及变形形式
§2 轴的拉伸和压缩
§3 剪切和挤压
§4 圆轴的扭转
§5 弯曲
§6 疲劳强度概述
第三章 机械设计力学基础
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§1 机械零件工作能力及变形形式
一、机械零件的工作能力
工作能力：机械零件不发生失效的安全工作限度。
失效：零件丧失工作能力或达不到设计要求。≠ 破坏
常见失效形式：断裂、塑性变形、疲劳破坏、表面磨损、过大的弹性变形、连接松动、打滑等。
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对受载零件而言，零件的工作能力为承载能力，主要包括强度和刚度两个方面。
强度：指零件在外载下抵抗断裂和塑性变形的能力。
刚度：指零件在外载下抵抗过大弹性变形的能力。
刚度不足影响强度
刚度不足影响加工精度
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二、机械零件变形的基本形式
1. 拉伸
2. 压缩
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3. 挤压和剪切
4. 扭转
5. 弯曲
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§2 轴的拉伸和压缩
一、横截面上的内力和应力
F
F
受拉  拉伸变形
F
F
受压  压缩变形
F
F
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外力 内力
平衡方程：ΣFx=0
FA=F
根据内力并不能判断轴的强度。
应力：截面上单位面积所受内力。
应力单位：MPa=N/mm2
根据应力也不能判断轴的强度。
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二、金属材料的力学性能
低碳钢拉伸时的力学性能
标准试样
尺寸d0，L0
拉伸试验力-伸长量线图
消除尺寸影响：
F  应力 =F/A0
l  应变 =l/L0
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应力-应变线图
弹性阶段：Oa段+ab段，弹性变形，a点应力比例极限，b点应力弹性极限。
屈服阶段：bc段，不增大载荷时，应变明显增大，失去抵抗，称为屈服现象，最低点c点应力屈服极限s。 lim =s
强化阶段：cd段，增大变形，需增大拉力，称为材料的强化，最高点d点应力强度极限b。
颈缩阶段：de段，试件局部变细，出现颈缩现象，继续变形所需拉力减小，e点试样断裂。
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