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机械零件的承载能力计算

机械零件的承载能力计算
机械零件的承载能力计算

机械零件的承载能力计算

一、零件的强度和刚度条件

(一)拉(压)杆的强度计算

在进行强度计算中,为确保轴向拉伸(压缩)杆件有足够的强度,把许用应力作为杆件实际工作应力的最高限度,即要求工作应力不超过材料的许用应力。于是,

强度条件为:

≤???????????????????????????????????????????????? (3-19)应用强度条件进行强度计算时会遇到以下三类问题。

一是校核强度。已知构件横截面面积,材料的许用应力以及所受载荷,校核(3-31)式是否满足,从而检验构件是否安全。

二是设计截面。已知载荷及许用应力?,根据强度条件设计截面尺寸。

三是确定许可载荷。已知截面面积和许用应力,根据强度条件确定许可载

荷。

例3-6? 某冷镦机的曲柄滑块机构如图3-49(a)所示。连杆接近水平位置时,镦压力=3.78MN( l MN=106N)。连杆横截面为矩形,高与宽之比(图3-49(b)所示),材料为45号钢,许用应力=90MPa,试设计截面尺寸和。解? 由于镦压时连杆AB近于水平,连杆所受压力近似等于镦压力,轴力

=3.78MN。根据强度条件可得:

A≥

(mm2)

以上运算中将力的单位换算为,应力的单位为MPa或N/mm2,故得到的面积单

位就是(mm2)

注意到连杆截面为矩形,且,故

(mm2)

=173.2(mm),=1.4=242(mm)

所求得的尺寸应圆整为整数,取=175mm,h=245mm。

1.某张紧器(图3-50)工作时可能出现的最大张力=30kN ( l

kN=103N),套筒和拉杆的材料均为钢,=160MPa,试校核其强

度。

解? 此张紧器的套筒与拉杆均受拉伸,轴力=30kN。由于截面面积有变化。必须找出最小截面。对拉杆,20螺纹内径=19.29mm,=292mm2,对套筒,内径=30mm,外径=40mm,故=550mm2 。

最大拉应力为:

故强度足够。

例3-7? 某悬臂起重机如图3-51(a)所示。撑杆为空心钢管,外径105mm,内径95mm。钢索1和2互相平行,且钢索1可作为相当于直径=25mm的圆杆计算。材料的许用应力同为

=60MPa,试确定起重机的许可吊重。

解? 作滑轮的受力图[图3-51(b)],假设撑杆受压,其轴力为;钢索1受拉,其拉力为。选取坐标轴和如图所示。列出平衡方程如下:

若不计摩擦力,则钢索2的拉力与吊重相等,以代入第一式,并解以

上方程组,求得和为:

?????????????????????????????????????????? (a)

???????????????????????????????? (b) 所求得的和皆为正号,表示假设杆受压,钢索1受拉是正确的。

现在确定许可吊重。根据强度条件,撑杆的最大轴力为:

≤kN

代入(a)式得相应的吊重为:

(kN)

同理,钢索1允许的最大拉力是:

≤kN

代入(b)式得相应的吊重为:

( kN )

比较以上结果,可知起重机的许可吊重应为17kN。

(二)剪切和挤压的实用计算

各种连接件的剪切和挤压强度计算的方法是相同的。下面介绍工程中通常采用的

实用计算法。

1.剪切的实用计算

以螺栓为例进行分析,其受力简图如图3-52(a)所示,图中以合力代替均匀分布的作用力。由于螺栓的剪切变形为截面的相对错动,因此抵抗这种变形的内力必然是沿着错动的反方向作用的。仍用截面法求内力。将螺栓假想地沿剪切

面m—m切开,取左边部分来研究[图3-52(b)],根据静力平衡条件,在剪切面上必然有一个与平行的分布内力系的合力作用,且

???

与剪切面m—m相切,称为截面m—m上的剪力。

联接件一般并非细长杆,而且实际受力和变形情况比较复杂,通过理论分析或实

验研究来确定剪力在剪切面上的实际分布规律较为困难。因此在工程实际中,

做出一些假设进行简化计算,称为实用计算,或假定计算。假设应力在剪切面内是均匀分布的,若为剪切面面积,则应力为:

?????????????????????????????????? ??? ??????????? (3-20)

与剪切面相切,故为剪应力。以上计算是以假设剪应力在剪切面内均匀分布为基础的,实际上它只是剪切面内的一个“平均应力”,所以也称为名义剪应力。

其值与剪切面上的最大剪应力大致相等。

2、挤压实用计算

在第一节中已讲过,联接件除承受剪切外,在联接件和被联接件的接触面上还将承受挤压。所以对上面的联接件还要进行挤压强度计算。

把作用在螺栓挤压面上的压力称为挤压力,用表示,用表示挤压面面积。

挤压面上单位面积内承受的挤压力称为挤压应力,用表示。在工程上也采用类似剪切的实用计算方法,假定挤压应力是均匀分布的,则

?????????????????????????????????????? ??? ??????? (3-21)通常挤压应力的分布情况如图3-53(b),最大应力发生在半圆柱形接触面的中点,它与实用计算所得的挤压应力大致相等。

挤压面面积为挤压面的正投影面积。对于平键接触面面积就是挤压面面积;

对于螺栓挤压面面积就是直径平面面积,其值为。

3、强度条件

为了保证构件在剪切和挤压的情况下能够正常工作,必须限制其工作剪应力和挤压应力不超过材料的许用剪应力和许用挤压应力。因此剪切和挤压的强

度条件如下:

剪切强度条件:≤?????????????????????????????????????????

(3-22)

挤压强度条件:≤??????????????????????????????????? (3-23)式中的许用剪应力和许用挤压应力可从有关规范中查得,它们与材料拉

伸许用应力有下列关系:

塑性材料:

?????????

脆性材料:

例3-8?? 图3-54(a)所示联接件中,已知P=200kN,t=20mm,螺栓之=80MPa,

=200MPa(暂不考虑板的强度),求

所需螺栓的最小直径。

解? 螺栓受力情况如图3-54(b)所示,

可求得

??

先按剪切强度设计:

≤? ≤

d≥

再用挤压强度条件设计,挤压力为,所以

≤? ?≤

d≥

最后得到螺栓的最小直径为。

图3-54的螺栓的中间部分有两个剪切面[图3-54(b)]称为双剪。

例3-9? 图3-55(a)所示为铆接接头,板厚t=2mm,板宽b=15mm,板端部长

a=8mm,铆钉直径d=4mm,拉力P=1.25kN,材料的许用剪切应力=100MPa,许

用挤压应力

1 1

?=300MPa,拉伸许用应力=160MPa。试校核此接头的强度。

解(1)接头强度分析:整个接头的强度问题包含铆钉的剪切与挤压强度,拉板钉孔处的挤压强度,拉板端部纵向截面积(图c中的2-2截面)处的剪切强度以

及拉板因钉孔削弱的拉伸强度四种情形。但是若端部长度大于铆钉直径的两

倍,则钉孔后面拉板纵截面的剪切强度是安全的,不会被“豁开”,所以只讨论

三种情形下的强度计算。

(2)铆钉剪切与挤压强度计算:铆钉的剪切面为1-1截面[3-55(a)],其上

剪力为:

Q=P

由(18-1)和(3-52)式得:

铆钉所受的挤压力为,有效挤压面积为。根据(3-21)和(3-23)式

得:

因拉板与铆钉的材料相同,故其挤压强度计算与铆钉相同。

(3)拉板被削弱截面的拉伸强度计算:拉板削弱处[图3-55(b)]的截面面积

为,故拉应力为:

???

因此,本例接头是安全的。

(三)圆轴扭转时的强度和刚度计算

1、圆轴扭转时的强度计算

为了保证受扭圆轴能正常工作,不会因强度不足而破坏,其强度条件为:最大工作应力不超过材料的许用剪应力,即

≤ ???????????????????????????????????????????????????(3-24)

从轴的受力情况或由扭矩图上可确定最大扭矩,最大剪应力就发生于

所在截面的周边各点处。由公式(3-12)可把公式(3-24)写成:

≤??????????????????????????????????? ????????(3-25)对阶梯轴来说,各段的抗扭截面模量不同,

因此要确定其最大工作应力,必须综合考虑

扭矩和两种因素。

在静载荷的情况下,扭转许用剪应力与许用

拉应力之间有如下关系:

钢??? =(0.5~0.6)

铸铁? =(0.8~1)

但考虑到扭转轴所受载荷多为动载荷,因此所取值应比上述许用剪应力值还

要低些。

例3-10?? 如图3-56所示汽车传动轴AB,由45号钢无缝钢管制成,该轴的外径D=90mm,壁厚t=2.5mm,工作时的最大扭矩Mn=1.5kN·m,材料的许用剪应力=60MPa。求(1)试校核AB轴的强度;(2)将AB轴改为实心轴,试在强度相

同的条件下,确定轴的直径,并比较实心轴和空心轴的重量。

解? (1)校核AB轴的强度:

轴的最大剪应力为:

(N/m2)=51MPa﹤[τ] 故AB轴满足强度要求。????????????????????????????????? ?

(2)确定实心轴的直径:按题意,要求设计的实心轴应与原空心轴强度相同,

因此要求实心轴的最大剪应力也应该是:

设实心轴的直径为,则

在两轴长度相同,材料相同的情况下,两轴重量之比等于其横截面面积之比,即

上述结果表明,在载荷相同的条件下,空心轴所用材料只是实心轴的31%,因而节省了三分之二以上的材料。这是因为横截面上的剪应力沿半径线性分布,圆心附近的应力很小,材料没有充分发挥作用。若把轴心附近的材料向边缘移置,这样可以充分发挥材料的强度性能;也可以使轴的抗扭截面模量大大增加,从而有效地提高了轴的强度。因此,在用料相同的条件下,空心轴比实心轴具有更高的承载能力,而且节省材料,降低消耗。因此工程上较大尺寸的传动轴常被设计

为空心轴。

2、圆轴扭转时的刚度计算

在机械设计中,为使轴能正常工作,除了满足强度要求外,往往还要考虑它的变形情况。例如车床的丝杠,扭转变形过大,会影响螺纹的加工精度;镗床的主轴扭转变形过大,将会产生剧烈的振动而影响加工精度;发动机的凸轮轴,扭转变形过大,会影响气门的启闭时间的准确性等等。所以,轴还应该满足刚度要求。

由公式(3-17)表示的扭转角与轴的长度有关,为了消除长度的影响,用对

的变化率来表示扭转变形的程度。用表示变化率,由公式(3-21)得出:

??????????????????????????????????????????????? (3-26)式中为单位长度的扭转角。单位为rad/m。若圆轴的截面不变,且只在两端作

用外力矩,则由公式(3-17)得:

????????????????????????????????????????????????? (3-27)

为了保证轴的刚度,工程上规定单位长度扭转角不得超过规定的许用扭转角。故

轴的刚度条件可表示为:

≤rad/m????????????????????????????????????? (3-28)

在工程中,的单位习惯上用 o/m。故把公式(3-28)中的弧度换算为度,得

≤o/m???? ?????????????????????????????(3-29)

许用扭转角?的数值可根据轴的工作条件和机器的精度要求,按实际情况从有

关手册中查到。下面列举几个参考数据:

精密机器的轴:

一般传动轴:??

精度较低的轴:

最后讨论一下关于空心轴的问题。由例3-10的讨论知,在工程上,较大尺寸的传动轴常被设计为空心轴,如飞机、轮船、汽车等运输机械的某些轴,常采用空心轴以减轻轴的重量,提高运输能力。再如车床的主轴,为了便于加工长的棒料也采用空心轴,等等。但空心轴加工工艺复杂,经济成本高,对一些又细又长的轴,如机床上的光杆及起重机的长传动轴,由于加工不便,而多采用实心轴。另外空心轴的壁不允许过薄,以免局部屈曲而出现丧失稳定的现象。总之,应根据具体要求,全面分析,综合考虑,合理设计。

例3-11?? 如图3-57所

示的阶梯轴。段的直径=4cm,段的直径=7cm,外力偶矩=0.8kN·m,

=1.5kN·m,已知材料的剪切弹性模量=80GPa,试计算和最大的单位长

度扭转角。

解(1)画扭矩图:用截面法逐段求得:

kN·m??????????????????????????????????????????????

kN·m????????????????????????????????????????????

画出扭矩图[图3-18(b)]

(2)计算极惯性矩:

(cm4)

(cm4)

(3)求相对扭转角:由于段和段内扭矩不等,且横截面尺寸也不相同,故只能在两段内分别求出每段的相对扭转角和,然后取和的代数和,即求得轴两端面的相对扭转角。

(rad)

(rad)

(rad)=1.37°

(4)求最大的单位扭转角:考虑在段和段变形的不同,需要分别计算

其单位扭转角。

段??

段??

负号表示转向与相反。

所以??? ==2.28o/m

例3-12? 实心轴如图3-58所示。已知该轴转速=300r/min,主动轮输入功率

=40kW,从动轮的输出功率分别为=10 kW,=12 kW,=18 kW。材料的剪切弹性模量=80GPa,若=50MPa,=0.3o/m,试按强度条件和刚度条件

设计此轴的直径。

解(1)求外力偶矩:

(N·m)

(N·m)

( N·m)

( N·m)

1.求扭矩、画扭矩图:

?? (N·m)

(N·m)

(N·m)

根据以上三个扭矩方程,画出扭矩图[图3-58(b)]。由图可知,最大扭矩发生

在段内,其值为:

N·m

因该轴为等截面圆轴,所以

危险截面为段内的各横截面。

(3)按强度条件设计轴的直径:由强度条件:

得?

(4)按刚度条件设计轴的直径:由刚度条件:

得d≥

为使轴同时满足强度条件和刚度条件,所设计轴的直径应不小于64.2mm。

(四)弯曲正应力的强度条件及其应用

由式(3-14)知梁的最大正应力发生在最大弯矩截面的上、下边缘处,故

=

这里Iz/ymax是只决定于截面的几何形状和尺寸的几何量,以Wz表示,称为截

面对于中性轴z的抗弯截面模量。于是

(3-15)

对于矩形截面[图

3-59(a)]

对于圆形截面[图3-59(b)],

对于各种轧制型钢,其惯性矩和抗弯截面模量可查型钢表(附录Ⅱ)。

弯曲时正应力的强度条件是:

还应指出,对于铸铁等脆性材料,由于它们的抗拉和抗压强度不同,则应按拉伸和压缩分别进行强度计算,即要求最大拉应力和最大压应力不超过许用拉应力

[σL]和许用压应力[σy]。即

﹙3-30﹚

下面举例说明强度条件的应用。

例3-13? 某车间安装一简易天车[图3-60(a)],起重量G=50kN,跨度l=9.5m,电葫芦自重G=6.7kN,天车在起吊重物时多少承受一些突然加载的作用,故梁在中间承受的集中力(G+G1)应乘以动荷系数kd=1.2(根据设计规范),许用应

力[σ]=140MPa,试选择工字截面。

解? 在一般机械中,梁的自重较其承受的其它载荷小,故可先按集中力初选工字截面,集中力P值为:

由集中力在中间截面引起的弯矩是[图3-60(b)]:

只考虑此弯矩时的强度条件为:

由型钢表查找Wz比1150×103 mm3 稍大一些的工字钢号,查出40C工字钢,其

1190×103mm3,此钢号的自重q=801N/m。这时自重在中间截面引起的弯矩

是[图3-60(c)]

中间截面的总弯矩是:

于是考虑自重在内的强度条件是:

[]

虽大于许用应力[],但超出值在5%以内,工程中是允许的。

当不考虑梁自重时,为:

考虑自重与不考虑自重相比,梁内应力相差(143.3-135.7)/143.3。因此,对于像钢这类强度较高的材料,计算应力时一般可忽略其自重的影响。例3-14? 铸铁梁的载荷及截面尺寸如图3-61(a)所示,C为T形截面的形心,

惯性矩Iz=6031×104mm4,材料的许用拉应力,许用压应力

,试校核梁的强度。

解? 梁弯矩图如图3-61(b)所示,绝对值最大的弯矩为负弯矩,发生在B截面上,应力分布如图3-61(c)所示。此截面最大拉应力发生于截面上边缘各点处,

大小为:

最大压应力发生于截面下边缘各点处,即

?

虽然A截面弯矩的绝对值,但MA为正弯矩,应力分布如图3-61(d)

所示。最大拉应力发生于截面下边缘各点,此截面上最大拉应力大于最大压应力。

因此,全梁最大拉应力究竟发生在哪个截面上,必须经过计算才能确定:

A截面最大拉应力为:

从以上计算可看出,最大压应力发生于截面B下边缘处,最大拉应力发生于A

截面下边缘处,都满足强度条件,因此是安全的。

持久状况承载能力极限状态计算

持久状况承载能力极限状态计算 在承载能力极限状态下,预应力混凝土梁沿正截面和斜截面都有可能破坏,下面验算这两类截面的承载力。 ① 2.4.1 正截面抗弯承载力计算 荷载基本组合表达式按《桥规》式(4.1.6-1) )(1111 00k Q Q k G n i Gi sd M M M γγγγ+=∑= 现以边梁弯矩最大的跨中截面为例进行正截面承载力计算。 1)求受压区高度x 先按第一类T 形截面梁,略去构造钢筋的影响,由式x b f A f A f f cd p pd S sd ' =+计算受压区高度x : mm h mm b f A f A f x f f cd S sd p pd 1803.802100 4.221900 33025021260''=<=??+?= += 受压区全部位于翼缘板内,说明确实是第一类T 形截面梁。 2)正截面承载力计算 跨中截面的预应力钢筋和非预应力钢筋的布置见图2-12和图2-17,预应力钢筋和非预应力钢筋的合力作用点到截面底边的距离(a )为 mm A f A f a A f a A f a s sd p pd s s sd p p pd 1601900 3302502126060 190033018025021260=?+???+??= ++= 所以mm a h h 184016020000=-=-= 按《公预规》式(5.2.2-3),钢筋采用钢绞线,混凝土标准强度为C50,查《公预规》表5.2.1得相对界限受压区高度4.0=b ξ。 mm h x b 73618404.00=?=≤ξ 从表2-10序号⑦知,边梁跨中截面弯矩组合设计值m kN M d ?=01.6612,由式子: )2/(0'0x h x b f M f cd d +≤γ )2/3.801840(3.8021004.22)2/(0'-???=+=x h x b f M f cd u )01.66120.1(595.67980m kN M m kN d ??=≥?=γ 可见边梁弯矩最大的跨中截面正截面承载力满足要求。以下为各个截面的验算,见表

机械制图_—零件的尺寸标注教案

2013――2014学年度职业类优质课 优 质 课 教 案 学校:永城市第四职业中专 授课科目:机械制图 授课题目:零件的尺寸标注 授课教师:罗运同

日期:2016.5.15 8.2 零件的尺寸标注 本节容: 一.尺寸的组成 二.尺寸标注的基本规定 三.各类的尺寸注法 四.零件上常见结构的尺寸标注 本节重点容: 一.尺寸标注的基本规定 二.各类的尺寸注法 本节难点容: 各类的尺寸注法 教学目标: 通过本节课的学习,让学生理解零件尺寸标注的意义、概念和基本规定,同时让学生具备独立标注零件尺寸的能力。 教学方法: 采用现代化的教学设备多媒体白板来进行教学。 一.尺寸标注 1.基本规则 ⑴机件的真实大小以图上所注尺寸数值为依据,与图形的比例大小无关。 ⑵图样中所标注的尺寸,为该图样所示机件的最后完工尺寸。 ⑶机件的每一尺寸,一般只标注一次,并应标注在反映该结构最清晰的图形上 ⑷图样中的尺寸,以mm为单位时,不需标注计量单位的代号或名称。

2.尺寸的组成——完整的尺寸,由下列容组成: ⑴尺寸数字(表示尺寸的大小) ①线性尺寸的数字一般应注写在尺寸线的上方,也允许注写在尺寸线的中断处 ②水平注写时字头向上、垂直注写时字头向左 ③尺寸数字不可被任何图线穿过,当不可避免时可把图线断开 ④数字要采用标准字体,字高全图应保持一致 ⑵尺寸线(表示尺寸的方向) ①尺寸线用细实线绘制,不能用其它图线代替,也不得与其它图线重合、或画在其延长线上 ②标注线性尺寸时,尺寸线必须与所标注的线段平行 ③尺寸线的终端符号一般用箭头表示 ⑶尺寸界线(表示尺寸的围) ①尺寸界线用细实线绘制,并应由图形的轮廓线、轴线或对称中心线处引出 ②也可利用轮廓线、轴线或对称中心线作尺寸界线

.正截面承载力计算

3.2 正截面承载力计算 钢筋混凝土受弯构件通常承受弯矩和剪力共同作用,其破坏有两种可能:一种是由弯矩引起的,破坏截面与构件的纵轴线垂直,称为沿正截面破坏;另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的,破坏截面是倾斜的,称为沿斜截面破坏。所以,设计受弯构件时,需进行正截面承载力和斜截面承载力计算。 一、单筋矩形截面 1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征 钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式与钢筋和混凝土的强度以及纵向受拉钢 筋配筋率ρ有关。ρ用纵向受拉钢筋的截面面积与正截面的有效面积的比值来表示,即ρ=As/(bh0),其中A s为受拉钢筋截面面积;b为梁的截面宽度;h0为梁的截面有效高度。 根据梁纵向钢筋配筋率的不同,钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型,不同类型梁的具有不同破坏特征。 ①适筋梁 配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。 适筋梁从开始加载到完全破坏,其应力变化经历了三个阶段,如图3.2.1。 第I阶段(弹性工作阶段):荷载很小时,混凝土的压应力及拉应力都很小,应力和应变几乎成直线关系,如图3.2.1a。 当弯矩增大时,受拉区混凝土表现出明显的塑性特征,应力和应变不再呈直线关系,应力分布呈曲线。当受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变εtu时,截面处于将裂未裂的极限状态,即第Ⅰ阶段末,用Ⅰa表示,此时截面所能承担的弯矩称抗裂弯矩M cr,如图3.2.1b。Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 第Ⅱ阶段(带裂缝工作阶段):当弯矩继续增加时,受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变εtu,受拉区出现裂缝,截面即进入第Ⅱ阶段。裂缝出现后,在裂缝截面处,受拉区混凝土大部分退出工作,拉力几乎全部由受拉钢筋承担。随着弯矩的不断增加,裂缝逐渐向上扩展,中和轴逐渐上移,受压区混凝土呈现出一定的塑性特征,应力图形呈曲线形,如图3.2.1c。第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 当弯矩继续增加,钢筋应力达到屈服强度f y,这时截面所能承担的弯矩称为屈服

承载能力极限状态计算

一,为什么进行承载能力极限状态计算?? 答:承载能力极限状态是已经破坏不能使用的状态。正常使用极限状态是还可以勉强使用,承载能力极限状态是根据应力达到破坏强度,为了使建筑避免出现这种状态从而进行计算,使建筑数值高于极限承载能力状态的数值。 二,承载能力极限状态计算要计算那些方面?? 答:1作用效应组合计算;2正截面承载力的计算;3斜截面承载力计算;4扭曲截面承载力计算;5受冲击切承载力计算;6局部受压承载力计算。 三,1作用效应组合计算所用到的公式及其作用: 其效应组合表达式为: ) (2 111 00∑∑==++=n j QjK Qj C K Q Q m i GiK Gi ud S S S S γψγγγγ 跨中截面设计弯矩 M d =γG M 恒+γq M 汽+γq M 人 支点截面设计剪力 V d =γG V 恒+γG1V 汽+γG2V 人 2正截面承载力的计算所用到的公式及其作用:

(1)T形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度,应按下列三者中最小值取用。 翼缘板的平均厚度h′f =(100+130)/2=115mm ①对于简支梁为计算跨径的1/3。 b′f=L/3=19500/3=6500mm ②相邻两梁轴线间的距离。 b′f = S=1600mm ③b+2b h+12h′f,此处b为梁的腹板宽,b h为承托长度,h′f为不计承托的翼缘厚度。 b′f=b+12h′f=180+12×115=1560mm (2)判断T形截面的类型 设a s=120mm,h0=h-a s=1300-120=1180mm;

mm N M mm N h h h b f d f f f cd -?=>-?=- ??='- ''60601022501000.2779) 2 115 1180(11515608.13)2(γ 故属于第一类T 形截面。 (3)求受拉钢筋的面积A s mm h mm x x x x h x b f M f f cd d 11517.92:) 2 1180(15608.13102250) 2(:600='<=-?=?-'=解得根据方程γ 2 708728017 .9215608.13mm f x b f A sd f cd s =??= '= 满足多层钢筋骨架的叠高一般不宜超过0.15h~0.20h 的要求。 梁底混凝土净保护层取32mm ,侧混凝土净保护层取32mm ,两片焊接平面骨架间距为: ?? ?=>>=?-?-mm d mm mm 4025.1404.448.352322180 §2.2正截面抗弯承载力复核 ⑴跨中截面含筋率验算 mm a s 60.1137238) 4.188.35432(804)8.35232(6434=+?++?+= h 0=h -a s =1300-113.60=1186.40mm ???=>>=>=?== %19.0/45.0%2.0%39.340.11861807238 min 0sd td s f f bh A ρρ ⑵判断T 形截面的类型 N A f N h b f s sd f f cd 331064.202628072381072.247511515608.13?=?=>?=??=''

第三章__受弯构件正截面承载力计算

第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 一、填空题: 1、对受弯构件,必须进行正截面承载力 、 抗弯,抗剪 验算。 2、简支梁中的钢筋主要有丛向受力筋 、 架立筋 、 箍筋 、 弯起 四种。 3、钢筋混凝土保护层的厚度与 环境 、 混凝土强度等级 有关。 4、受弯构件正截面计算假定的受压混凝土压应力分布图形中,=0ε 0.002 、=cu ε 0.0033 。 5、梁截面设计时,采用C20混凝土,其截面的有效高度0h :一排钢筋时ho=h-40 、两排钢筋时 ho=h-60 。 6、梁截面设计时,采用C25混凝土,其截面的有效高度0h :一排钢筋时 ho=h-35 、两排钢筋时 。 7、单筋梁是指 只在受拉区配置纵向受力筋 的梁。 8、双筋梁是指 受拉区和受拉区都配置纵向受力钢筋 的梁。 9、梁中下部钢筋的净距为 25MM ,上部钢筋的净距为 30MM 和1.5d 。 10、受弯构件min ρρ≥是为了防止 少梁筋 ,x a m .ρρ≤是为了防止 超梁筋 。 11、第一种T 型截面的适用条件及第二种T 型截面的适用条件中,不必验算的条件分别为 b ξξ≤ 和 m i n 0 ρρ≥= bh A s 。 12、受弯构件正截面破坏形态有 少筋破坏 、 适筋破坏 、 超筋破坏 三种。 13、板中分布筋的作用是 固定受力筋 、 承受收缩和温度变化产生的内力 、 承受分布板上局部荷载产生的内力,承受单向板沿长跨方向实际存在的某些弯矩 。 14、双筋矩形截面的适用条件是 b ξξ≤ 、 s a x '≥2 。

15、单筋矩形截面的适用条件是 b ξξ≤ 、 min 0 ρρ≥= bh A s 。 16、双筋梁截面设计时,当s A '和s A 均为未知,引进的第三个条件是 b ξξ= 。 17、当混凝土强度等级50C ≤时,HPB235,HRB335,HRB400钢筋的b ξ分别为 0.614 、 0.550 、 0.518 。 18、受弯构件梁的最小配筋率应取 %2.0m in =ρ 和 y t f f /45m in =ρ较大者。 19、钢筋混凝土矩形截面梁截面受弯承载力复核时,混凝土相对受压区高度b ξξ ,说明 该梁为超筋梁 。 二、判断题: 1、界限相对受压区高度b ξ与混凝土强度等级无关。( ) 2、界限相对受压区高度b ξ由钢筋的强度等级决定。( ) 3、混凝土保护层的厚度是从受力纵筋外侧算起的。( ) 4、在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。( ) 5、在适筋梁中增大梁的截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。( ) 6、在适筋梁中,其他条件不变的情况下,ρ越大,受弯构件正截面的承载力越大。( ) 7、在钢筋混凝土梁中,其他条件不变的情况下,ρ越大,受弯构件正截面的承载力越大。( ) 8、双筋矩形截面梁,如已配s A ',则计算s A 时一定要考虑s A '的影响。( ) 9、只要受压区配置了钢筋,就一定是双筋截面梁。( ) 10、受弯构件各截面必须同时作用有弯矩和剪力。( ) 11、混凝土保护层的厚度是指箍筋的外皮至混凝土构件边缘的距离。( ) 12、单筋矩形截面的配筋率为bh A s = ρ。( )

机械零件尺寸高效测量方法

机械零件尺寸高效测量解决方案

摘要:随着科学技术的发展,生产过程自动化的飞速发展和精密加工的广泛应用,对生产加工的机械零件的精度要求日益提高,机械加工零件的尺寸测量问题也越来越引起人们的重视. 目前,主流的机械零件尺寸测量方法还是人工用测量仪器一边测量一边记录数据.这种方法由于人工读数所带来的误差比较大、效率非常低;而且当数据量大时,无法对数据的及时处理及误差分析.所以企业急需一种更有效新型测量方式的出现. 随着计算机以及测量技术的不断发展, 检测仪器数字化是当前及未来仪器的普遍趋势.目前很多测量仪器都配串口,如RS232/485等, 通过对具有数据接口的测量仪器配置太友科技的数据分析仪,将使测量仪器的性能大大得到提高,数据采集仪的主要作用是自动从测量仪器中获取测量数据,进行记录,分析计算,形成相应的各类图形,对测量结果进行自动判断.系统能及时、准确地对工件进行检测和误差分析.大幅度缩短测量工件和统计分析的时间,使操作者能够及时了解工艺系统的工作状态、加工误差的变化趋势及加工误差的影响因素,以便及时调整工艺系统,使加工误差的在线测量、实时分析得以实现. 说明: ●量具要求: 测量仪器必须要配有串口,如RS232/485等; ●数据采集仪可自动从测量仪器中获取测量数据,进行记录,分析计算;

●测量结果会在趋势图上实时体现出来,方便了解测量过程的整体趋势; ●可设置测量上下规格值, 数据采集仪可对测量结果进行自动判断,一旦测量值超出所设置的上下 规格值时,系统可自动报警; ●在现场采集数据后,测量数据可传送到服务器的SPC数据库中,软件对数据进行分析及监控,所 有的分析自动完成,分析的图形包括控制图,CPK分析,RUN Chart,良品率推移图等; ●如果需要更大程度地提高检测的效率,可同时连接多个测量仪器进行检测,则可更大程度上提高 检测的效率.

受弯构件正截面承载力计算测试分析

钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 一、填空题: 1、对受弯构件,必须进行 、 验算。 2、简支梁中的钢筋主要有 、 、 、 四种。 3、钢筋混凝土保护层的厚度与 、 有关。 4、受弯构件正截面计算假定的受压混凝土压应力分布图形中,=0ε 、=cu ε 。 5、梁截面设计时,采用C20混凝土,其截面的有效高度0h :一排钢筋时 、两排钢筋时 。 6、梁截面设计时,采用C25混凝土,其截面的有效高度0h :一排钢筋时 、两排钢筋时 。 7、单筋梁是指 的梁。 8、双筋梁是指 的梁。 9、梁中下部钢筋的净距为 ,上部钢筋的净距为 。 10、受弯构件min ρρ≥是为了防止 ,x a m .ρρ≤是为了防止 。 11、第一种T 型截面的适用条件及第二种T 型截面的适用条件中,不必验算的条件分别为 和 。 12、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 三种。 13、板中分布筋的作用是 、 、 。 14、双筋矩形截面的适用条件是 、 。 15、单筋矩形截面的适用条件是 、 。 16、双筋梁截面设计时,当s A '和s A 均为未知,引进的第三个条件是 。 17、当混凝土强度等级50C ≤时,HPB235,HRB335,HRB400钢筋的b ξ分别为 、 、 。 18、受弯构件梁的最小配筋率应取 和 较大者。 19、钢筋混凝土矩形截面梁截面受弯承载力复核时,混凝土相对受压区高度b ξξφ,说明 。 二、判断题:

1、界限相对受压区高度b ξ与混凝土强度等级无关。( ) 2、界限相对受压区高度b ξ由钢筋的强度等级决定。( ) 3、混凝土保护层的厚度是从受力纵筋外侧算起的。( ) 4、在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。( ) 5、在适筋梁中增大梁的截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。( ) 6、在适筋梁中,其他条件不变的情况下,ρ越大,受弯构件正截面的承载力越大。( ) 7、在钢筋混凝土梁中,其他条件不变的情况下,ρ越大,受弯构件正截面的承载力越大。( ) 8、双筋矩形截面梁,如已配s A ',则计算s A 时一定要考虑s A '的影响。( ) 9、只要受压区配置了钢筋,就一定是双筋截面梁。( ) 10、受弯构件各截面必须同时作用有弯矩和剪力。( ) 11、混凝土保护层的厚度是指箍筋的外皮至混凝土构件边缘的距离。( ) 12、单筋矩形截面的配筋率为bh A s =ρ。( ) 三、选择题: 1、受弯构件是指( )。 A 截面上有弯矩作用的构件 B 截面上有剪力作用的构件 C 截面上有弯矩和剪力作用的构件 D 截面上有弯矩、剪力、扭矩作用的构件 2、梁中受力纵筋的保护层厚度主要由( )决定。 A 纵筋级别 B 纵筋的直径大小 C 周围环境和混凝土的强度等级 D 箍筋的直径大小 3、保护层的厚度是指( )。 A 从受力纵筋的外边缘到混凝土边缘的距离 B 箍筋外皮到混凝土边缘的距离 C 纵向受力筋合力点到混凝土外边缘的距离 D 分布筋外边缘到混凝土边缘的距离 4、受弯构件正截面承载力计算采用等效矩形应力图形,其确定原则为( )。 A 保证压应力合力的大小和作用点位置不变 B 矩形面积等于曲线围成的面积 C 由平截面假定确定08.0x x = D 两种应力图形的重心重合 5、界限相对受压区高度,当( )。 A 混凝土强度等级越高,b ξ越大 B 混凝土强度等级越高,b ξ越小 C 钢筋等级越

6容许应力法和承载能力极限状态法在钢结构设计中的区别

容许应力法和概率(极限状态)设计法 在钢结构设计中的应用 中铁五局集团公司经营开发部肖炳忠 内容提要 本文简要介绍了容许应力法、破坏阶段法、极限状态法、概率(极限状态)设计法四个结构设计理论,并且列出了我们经常用的容许应力法和概率(极限状态)设计法的实用表达式和参数选用,通过对上述两种方法参数的比较,总结出我们在工程施工中临时结构设计的实用办法和注意事项,以期望提高广大现场施工技术人员的设计水平的目的。 1、前言 我们在钢结构设计中经常用到容许应力法和概率(极限状态)设计法,有些没有经验的技术人员在设计计算中经常将二者混淆,因此有必要将两种设计计算方法进行介绍和比较,供广大技术人员参考。 2、四种结构设计理论简述 、容许应力法 容许应力法将材料视为理想弹性体,用线弹性理论方法,算出结构在标准荷载下的应力,要求任一点的应力,不超过材料的容许应力。材料的容许应力,是由材料的屈服强度,或极限强度除以安全系数而得。 容许应力法的特点是: 简洁实用,K值逐步减小; 对具有塑性性质的材料,无法考虑其塑性阶段继续承载的能力,设计偏于保守; 用K使构件强度有一定的安全储备,但K的取值是经验性的,且对不同材料,K值大并不一定说明安全度就高; 单一K可能还包含了对其它因素(如荷载)的考虑,但其形式不便于对不同的情况分别处理(如恒载、活载)。 、破坏阶段法 设计原则是:结构构件达到破坏阶段时的设计承载力不低于标准荷载产生的构件内力乘以安全系数K。 破坏阶段法的特点是: 以截面内力(而不是应力)为考察对象,考虑了材料的塑性性质及其极限强度; 内力计算多数仍采用线弹性方法,少数采用弹性方法; 仍采用单一的、经验的安全系数。 、极限状态法 极限状态法中将单一的安全系数转化成多个(一般为3个)系数,分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定性影响,还在设计参数的取值上引入概率和统计数学的方法(半概率方法)。 极限状态法的特点是: 在可靠度问题的处理上有质的变化。这表现在用多系数取代单一系数,从而避免了单一系数笼统含混的缺点。 继承了容许应力法和破坏阶段法的优点; 在结构分析方面,承载能力状态以塑性理论为基础;正常使用状态以弹性理论为基础; 对于结构可靠度的定义和计算方法还没法给予明确回答。 、概率(极限状态)设计法

正截面承载力计算

最小配筋率的确定原则:配筋率 为的钢筋混凝土受弯构件,按Ⅲa 阶段计算的正截面受弯承载力应等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩M cr (M cr 为按Ⅰa 阶段计算的开裂弯矩)。 对于受弯构件, 按下式计算: (2)基本公式及其适用条件 1)基本公式 式中: M —弯矩设计值; f c —混凝土轴心抗压强度设计值; f y —钢筋抗拉强度设计值; x —混凝土受压区高度。 2)适用条件 l 为防止发生超筋破坏,需满足ξ≤ξb 或x ≤ξb h 0; l 防止发生少筋破坏,应满足ρ≥ρmin 或 A s ≥A s ,min=ρmin bh 。 在式(3.2.3)中,取x =ξb h 0,即得到单筋矩形截面所能 min t y max(0.45f /f ,0.2% ) ρ= (3.2.1) s y c 1A f bx f =α(3.2.2) ()20c 1x h bx f M -≤α(3.2.3) () 20y s x h f A M -≤(3.2.4) 或

承受的最大弯矩的表达式: (3)计算方法 1)截面设计 己知:弯矩设计值M ,混凝土强度等级,钢筋级别,构件截面尺寸b 、h 求:所需受拉钢筋截面面积A s 计算步骤: ①确定截面有效高度h 0 h 0=h -a s 式中h —梁的截面高度; a s —受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离。承载力计算时, 室内正常环境下的梁、板,a s 可近似按表3.2.4取用。 表 3.2.4 室内正常环境下的梁、板a s 的近似值(㎜) ②计算混凝土受压区高度x ,并判断是否属超筋梁 若x ≤ξb h 0,则不属超筋梁。否则为超筋梁,应加大截面尺寸,或 构件种类 纵向受力 钢筋层数 混凝土强度等级 ≤C20 ≥C25 梁 一层 40 35 二层 65 60 板 一层 25 20

机械零件的强度.

机械零件的强度.

第一篇总论 第三章机械零件的强度 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ -1=180MPa,取循环基数N =5?106,m=9,试 求循环次数N分别为7000,2500,620000 次是时的有限寿命弯曲疲劳极限。 3-2 已知材料的力学性能为σS=260MPa,σ -1=170MPa,ψ σ=0.2,试绘制此材料的简化极 限应力线图(参看图3-3中的A’D’G’C)。3-3 一圆轴的轴肩尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。材料为40CrNi,其强度极限σ B =900MPa,屈服极限σ S =750MPa,试计算轴 肩的弯曲有效应力集中系数k σ。 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D=54mm,d=45mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极 限σ B =420MPa,试绘制此零件的简化极限应力线图。 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力σ m =20MPa,应力幅σ a =900MPa,试分别按:a) r=C;b)σ m =C,求出该截面的计算安全系 数S ca 。 第二篇联接

第五章螺纹联接和螺旋传动 5-1 分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点,各举一例说明它们的应 用。 5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处? 5-3 分析活塞式空气压缩机气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况,它的最大应力, 最小应力如何得出?当气缸内的最高压力 提高时,它的最大应力、最小应力将如何 变化? 5-4 图5-49所示的底板螺栓组联接受外力F∑的作用。外力F∑作用在包含x轴并垂直于底 板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的 受力情况,并判断哪个螺栓受力最大?保 证联接安全工作的必要条件有哪些?

极限状态承载力计算

极限状态承载力计算 1)和载效应组合计算 承载能力极限状态组合(基本组合): 00(1.2 1.4) 1.0(1.210.35 1.413.20)30.90()d Gk Qk M M M kN m γγ=+=-??+?=-? 00(1.2 1.4) 1.0(1.215.20 1.438.83)72.60()d Gk Qk V M M kN γγ=+=??+?= 作用短期效应组合(不计冲击力): 0.710.350.713.2019.59()sd Gk Qk M M M kN m =+=+?=? 作用长期效应组合(不计冲击力): 0.710.350.513.2016.95()ld Gk Qk M M M kN m =+=+?=? 承载能力极限状态组合(偶然组合,不同时组合汽车竖向力): 10.3588.5898.93()d Gk ck M M M kN m =+=+=? 2)正截面抗弯承载力 ①基本组合 对于矩形截面其正截面抗弯承载能力应符合《公预规》式(5.2.1-1)规定: 00()2 ud cd x M f bx h γ≤- sd s cd f A f bx = 受压区高度应符合0b x h ξ≤,查看《公预规》表5.2.1得0.56b ξ=。设0223h mm =可得到: 020*******.90 =0.2230.22322.41000 6.27()121.5ud cd b M x h h f b mm h mm γξ=-- ?-- ?=<= 2s 1000 6.2722.4 502()280 A mm ??= = 其中1000b mm =,0217h mm =,33s a mm =,22.4cd f MPa =,280cd f MPa =。 实际每延米板配10束2根12φ,则222262502s A mm mm =>,满足要求。 ②偶然组合 对于矩形截面其正截面抗弯承载能力应符合《公预规》式(5.2.1-1)规定:

机械零件的强度计算.

第三章 机械零件的强度计算 第0节 强度计算中的基本定义 一. 载荷 1. 按载荷性质分类: 1) 静载荷:大小方向不随时间变化或变化缓 慢的载荷。 2) 变载荷:大小和(或)方向随时间变化的 载荷。 2. 按使用情况分: 1) 公称载荷(名义载荷): 按原动机或工作机的额定功率计算出的载荷。 2) 计算载荷:设计零件时所用到的载荷。 计算载荷与公称载荷的关系: F ca =kF n M ca =kM n T ca =kT n 3) 载荷系数:设计计算时,将额定载荷放大 的系数。 由原动机、工作机等条件确定。 二. 应力 2.按强度计算使用分 1) 工作应力:由计算载荷按力学公式求得的应力。 2) 计算应力:由强度理论求得的应力。 3) 极限应力:根据强度准则 、材料性质和 应力种类所选择的机械性能极限值σlim 。 4) 许用应力:等效应力允许达到的最大值。[σ]= σlim /[s σ] 稳定变应力 非稳定变应力 对称循环变应力 脉动应力 规律性非稳定变应力 随机性非稳定变应力 静应力 对称循环变应力 脉动应力 σ周期变应力

第1节 材料的疲劳特性 一. 疲劳曲线 1. 疲劳曲线 给定循环特征γ=σlim /σmax ,表示应力循 环次数N 与疲劳极限σγ的关系曲线称为疲 劳曲线(或σ-N )。 2. 疲劳曲线方程 1) 方程中参数说明 a) 低硬度≤350HB ,N 0=107 高硬度>350HB ,N 0=25×107 b) 指数m : c) 不同γ,σ-N 不同;γ越大,σ也越大。… 二、 限应力线图 1) 定义:同一材料,对于不同的循环特征进行试验, 求得疲劳极限,并将其绘在σm -σa 坐标系上,所得的曲线称为极限应力线图。 C N N m m N ==0γγσσr N N k m N N σσσγγ==0 m N N k N 0=整理: 即: 其中: N 0--循环基数 σγ--N 0时的疲劳极限 k N --寿命系数 用线性坐标表示的 疲劳曲线 N D

机械图纸尺寸标注类

机械设计尺寸标注 1.轴套类零件 这类零件一般有轴、衬套等零件,在视图表达时,只要画出一个基本视图再加上适当的断面图和尺寸标注,就可以把它的主要形状特征以及局部结构表达出来了。为了便于加工时看图,轴线一般按水平放置进行投影,最好选择轴线为侧垂线的位置。 在标注轴套类零件的尺寸时,常以它的轴线作为径向尺寸基准。由此注出图中所示的Ф14 、Ф11(见A-A断面)等。这样就把设计上的要求和加工时的工艺基准(轴类零件在车床上加工时,两端用顶针顶住轴的中心孔)统一起来了。而长度方向的基准常选用重要的端面、接触面(轴肩)或加工面等。 如图中所示的表面粗糙度为Ra6.3的右轴肩,被选为长度方向的主要尺寸基准,由此注出13、28、1.5和26.5等尺寸;再以右轴端为长度方向的辅助基,从而标注出轴的总长96。 2.盘盖类零件 这类零件的基本形状是扁平的盘状,一般有端盖、阀盖、齿轮等零件,它们的主要结构大体上有回转体,通常还带有各种形状的凸缘、均布的圆孔和肋等局部结构。在视图选择时,一般选择过对称面或回转轴线的剖视图作主视图,同时还需增加适当的其它视图(如左视图、右视图或俯视图)把零件的外形和均布结构表达出来。如图中所示就增加了一个左视图,以表达带圆角的方形凸缘和四个均布的通孔。

在标注盘盖类零件的尺寸时,通常选用通过轴孔的轴线作为径向尺寸基准,长度方向的主要尺寸基准常选用重要的端面。 3.叉架类零件 这类零件一般有拨叉、连杆、支座等零件。由于它们的加工位置多变,在选择主视图时,主要考虑工作位置和形状特征。对其它视图的选择,常常需要两个或两个以上的基本视图,并且还要用适当的局部视图、断面图等表达方法来表达零件的局部结构。踏脚座零件图中所示视图选择表达方案精练、清晰对于表达轴承和肋的宽度来说,右视图是没有必要的,而对于T字形肋,采用剖面比较合适。

承载能力极限状态包括结构构件或连接因强度超过而破坏结构

一级建造师建筑实务学习资料 承载能力极限状态:包括①结构构件或连接因强度超过而破坏。②结构或其一部分作为刚体而失去平衡(如倾覆、滑移)③在反复荷载下构件或连接发生疲劳破坏。 正常使用的极限状态:包括①构件在正常使用条件下产生过度变形,导致影响正常使用或建筑外观。②构件过早产生裂缝或裂缝发展过宽。③动力荷载下结构或构件产生过大振幅等。 预应力混凝土构件的混凝土最低强度等级不应低于C40。 细长压杆的临界力公式柱的一端固定一端自由时,L0=2L,L为杆件的实际长度;两端固定时,L0=0.5L;一端固定一端铰支时,L0=0.7L;两端铰支时,L0=L.均布荷载作用下悬臂梁的最大变形公式(),矩形截面梁的惯性矩 要求设计使用年限为50年的钢筋混凝土及预应力混凝土结构,其纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度不应小于钢筋的公称直径,一般为15~40mm(保护层最小厚度:一类环境,板墙壳≤C20的20mm,≥C25的15mm;梁≤C20的30mm,≥C25的25mm;柱均为30mm) 一类环境设计年限50年的结构混凝土:最小保护层厚度,最大水灰比0.65,最小水泥用量225kg/m3,最低混凝土强度等级C20,最大氯离子含量点水泥用量1.0%,最大碱含量(kb/m3)(不限制) M抗≥(1.2~1.5)M倾 现行抗震设计规范适用于抗震设防烈火度为6、7、8、9度地区。三个水准“小震不坏,中震可修,大震不倒”。抗震设计根据功能重要性分为甲,乙,丙,丁四类。大量的建筑物属于丙类。 多层砌体房屋的抗震构造措施:①设置钢筋混凝土构造柱;②设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来,增强房屋的整体性;③墙体有可靠的连接,楼板和梁应有足够的搭接长度和可靠连接④加强楼梯间的整体性 框架结构的抗震构造措施:框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处;一般柱震害重于梁,柱顶震害重于柱底,角柱震害重于内柱,短柱震害重于一般柱。框架设计成延性框架,遵守强柱、强节点、强锚固,避免短柱、加强角柱,框架沿高度不宜突变,避免出现薄弱层,控制最小配筋率,限制配筋最小直径等原则。构造上采取受力筋锚固适当加长,节点处箍筋适当加密等措施。 导热系数小于0.25W/(m.K)的材料称为绝热材料 防水隔离层:楼板四周除门洞外,混凝土翻边高度不应小于120mm。防水隔离层不得做在与墙交接处,应翻边高度不宜小于150mm。孔洞四周和平台临空边缘,翻边高度不宜小于100mm。 楼梯平台上部及下部过道处的净高不应小于2米,梯段净高不应小于2.2米.楼梯踏步

T形截面承载力计算

4.3.4 T形截面承载力计算 ◆概述 如前所述,在矩形截面受弯构件的承载力计算中,没有考虑混凝土的抗拉强度。因此,对于尺寸较大的矩形截面构件,可将受拉区两侧混凝土挖去,形成如图4-20所示T形截面,以减轻结构自重,获得经济效果。 在图4-20中,T形截面的伸出部分称为翼缘,其宽度为b'f,厚度为h'f;中间部分称为肋或腹板,肋宽为b,高为h,有时为了需要,也采用翼缘在受拉区的倒T形截面或I形截面。由于不考虑受拉区翼缘混凝土受力(图4-21a),工形截面按T形截面计算。对于现浇楼盖的连续梁(4-21b),由于支座处承受负弯矩,梁截面下部受压(1-1截面),因此支座处按矩形截面计算,而跨中(2-2截面)则按T形截面计算。 图4-20 T形截面

图4-21 T形截面应用示例 在理论上,T形截面翼缘宽度b'f越大,截面受力性能越好。因为在弯矩M作用下,b'f越大则受压区高度x越小,内力臂增大,因而可减小受拉钢筋截面面积。但试验与理论研究证明,T形截面受弯构件翼缘的纵向压应力沿翼缘宽度方向分布不均匀,离肋部越远压应力越小(图4-22a)。因此,对翼缘计算宽度b'f应加以限制。 T形截面翼缘计算宽度b'f的取值,与翼缘厚度、梁跨度和受力情况等许多因素有关。《规范》规定按表4-7中有关规定的最小值取用。在规定范围内的翼缘,可认为压应力均匀分布(图-22b)。 图4-22 T形截面翼缘受力状态

建筑工程T形及倒L形截面受弯构件翼缘计算宽度b'f表4-7 注: ※表中b为梁的腹板宽度; ※如肋形梁在梁跨内设有间距小于纵肋间距的横肋时,则可不遵守表列第三种情况的规定;※对有加腋的T形和L形截面,当受压区加腋的高度h h≥h'f且加腋的宽度b h≤3h h时,则其翼缘计算宽度可按表列第三种情况规定分别增加2b h(T形截面和I形截面)和b h(倒L形截面);※独立梁受压区的翼缘板在荷载作用下经验算沿纵肋方向可能产生裂缝时,其计算宽度应取用腹板宽度b。 ◆基本计算公式 T形截面受弯构件,按受压区的高度不同,可分类下述两种类型: 第一类T形截面:中和轴在翼缘内,即x≤h'f(图4-23a)。 第二类T形截面:中和轴在梁肋内,即x>h'f(图4-23b)。

机械零件的强度.

第一篇总论 第三章机械零件的强度 3-1 某材料的对称循环弯曲疲劳极限σ-1=180MPa,取循环基数N0=5?106,m=9,试求循环次数N分别为7000,2500,620000次是时的有限寿命弯曲疲劳极限。 3-2 已知材料的力学性能为σS=260MPa,σ-1=170MPa,ψσ=0.2,试绘制此材料的简化极限应力线图(参看图3-3中的A’D’G’C)。 3-3 一圆轴的轴肩尺寸为:D=72mm,d=62mm,r=3mm。材料为40CrNi,其强度极限σB=900MPa,屈服极限σS=750MPa,试计算轴肩的弯曲有效应力集中系数kσ。 3-4 圆轴轴肩处的尺寸为:D=54mm,d=45mm,r=3mm。如用题3-2中的材料,设其强度极限σB=420MPa,试绘制此零件的简化极限应力线图。 3-5 如题3-4中危险截面上的平均应力σm=20MPa,应力幅σa=900MPa,试分别按:a)r=C;b)σm=C,求出该截面的计算安全系数S ca。 第二篇联接 第五章螺纹联接和螺旋传动 5-1 分析比较普通螺纹、管螺纹、梯形螺纹和锯齿形螺纹的特点,各举一例说明它们的应用。5-2 将承受轴向变载荷的联接螺栓的光杆部分做得细些有什么好处? 5-3 分析活塞式空气压缩机气缸盖联接螺栓在工作时的受力变化情况,它的最大应力,最小应力如何得出?当气缸内的最高压力提高时,它的最大应力、最小应力将如何变化? 5-4 图5-49所示的底板螺栓组联接受外力F∑的作用。外力F∑作用在包含x轴并垂直于底板接合面的平面内。试分析底板螺栓组的受力情况,并判断哪个螺栓受力最大?保证联接安全工作的必要条件有哪些? 5-5 图5-50是由两块边板和一块承重板焊成的龙门起重机导轨托架。两块边板各用4个螺栓与立柱相联接,托架所承受的最大载荷为20kN,载荷有较大的变动。试问:此螺栓联接采用普通螺栓联接还是铰制孔用螺栓联接为宜?为什么? 5-6 已知一个托架的边板用6个螺栓与相邻的机架相联接。托架受一与边板螺栓组的垂直对称轴线相平行、距离为250mm、大小为60kN的载荷作用。现有如图5-51所示的两种螺栓布置型式,设采用铰制孔用螺栓联接,试问哪一种布置型式所用的螺栓直径较小?为什么?

最新承载能力极限状态计算

承载能力极限状态计 算

一,为什么进行承载能力极限状态计算?? 答:承载能力极限状态是已经破坏不能使用的状态。正常使用极限状态是还可以勉强使用,承载能力极限状态是根据应力达到破坏强度,为了使建筑避免出现这种状态从而进行计算,使建筑数值高于极限承载能力状态的数值。 二,承载能力极限状态计算要计算那些方面?? 答:1作用效应组合计算;2正截面承载力的计算;3斜截面承载力计算;4扭曲截面承载力计算;5受冲击切承载力计算;6局部受压承载力计算。 三,1作用效应组合计算所用到的公式及其作用: 其效应组合表达式为: ) (2 111 00∑∑==++=n j QjK Qj C K Q Q m i GiK Gi ud S S S S γψγγγγ 跨中截面设计弯矩 M d =γG M 恒+γq M 汽+γq M 人 支点截面设计剪力 V d =γG V 恒+γG1V 汽+γG2V 人 2正截面承载力的计算所用到的公式及其作用:

(1)T形截面受弯构件位于受压区的翼缘计算宽度,应按下列三者中最小值取用。 翼缘板的平均厚度h′f =(100+130)/2=115mm ①对于简支梁为计算跨径的1/3。 b′f=L/3=19500/3=6500mm ②相邻两梁轴线间的距离。 b′f = S=1600mm ③b+2b h+12h′f,此处b为梁的腹板宽,b h为承托长度,h′f为不计承托的翼缘厚度。 b′f=b+12h′f=180+12×115=1560mm (2)判断T形截面的类型 设a s=120mm, h0=h-a s=1300-120=1180mm;

mm N M mm N h h h b f d f f f cd -?=>-?=- ??='- ''60601022501000.2779) 2 115 1180(11515608.13)2(γ 故属于第一类T 形截面。 (3)求受拉钢筋的面积A s mm h mm x x x x h x b f M f f cd d 11517.92:) 2 1180(15608.13102250) 2(:600='<=-?=?-'=解得根据方程γ 2 708728017 .9215608.13mm f x b f A sd f cd s =??= '= 满足多层钢筋骨架的叠高一般不宜超过0.15h~0.20h 的要求。 梁底混凝土净保护层取32mm ,侧混凝土净保护层取32mm ,两片焊接平面骨架间距为: ?? ?=>>=?-?-mm d mm mm 4025.1404.448.352322180 §2.2正截面抗弯承载力复核 ⑴跨中截面含筋率验算 mm a s 60.1137238) 4.188.35432(804)8.35232(6434=+?++?+= h 0=h -a s =1300-113.60=1186.40mm ???=>>=>=?== %19.0/45.0%2.0%39.340.11861807238 min 0sd td s f f bh A ρρ ⑵判断T 形截面的类型 N A f N h b f s sd f f cd 331064.202628072381072.247511515608.13?=?=>?=??=''

第3章机械零件强度习题.

第三章 机械零件的强度 1.何谓静应力、变应力?静载荷能否产生变应力?作用在机械零件中的应力有哪几种类型? 2. 何谓材料的疲劳极限、疲劳曲线?指出疲劳曲线的有限寿命区和无限寿命区,并写出有限寿命区疲劳曲线方程,材料试件的有限寿命疲劳极限σrN 如何计算?说明寿命系数K N 的意义。 3. 影响机械零件疲劳强度的主要因素有哪些?零件的简化极限应力图与材料试件的简化极限应力图一样吗?有何不同? 4. 举例说明哪些零件工作应力的变化规律符合:a) r =常数;b) σm =常数;c) σmin =常数。 5. 两个零件以点、线接触时应按何种强度进行计算?若为面接触时(如平键联接),又应按何种强度进行计算?零件的截面形状一定,当截面尺寸增大时,其疲劳极限值将如何变化? 6. 表面接触疲劳点蚀是如何产生的?根据赫兹公式(Hertz ),接触带上的最大接触应力应如何计算?说明赫兹公式中各参数的含义。 7. 某机械零件,疲劳极限1285MPa σ-=,若其7010=N ,m =6,当应力循环次数分别为41105.2?=N ,5 2102?=N 时,求寿命系数N K 各为多少?疲劳极限又各为多少? 8. 有一机械零件,其1390MPa σ-=,0600MPa σ=,600MPa s σ=,σ 2.5K =,求:(1)材料常数σψ; (2)画出零件的极限应力线图; (3)设工作应力为a 200MPa σ=,m 300MPa σ=,r =常数,试求安全系数ca S 。 9. 某合金钢制造的零件,其材料性能为:s 800MPa σ=,1450MPa σ-=,σ0.3ψ=。已知工作应力为min 80MPa σ=-,max 280MPa σ=,应力变化规律为r =常数,弯曲疲劳极限的综合影响系数σ 1.62K =。若许用安全系数是 [S ] =1.3,并按无限寿命考虑,试校核该零件是否安全。 10. 有一钢制转轴,其危险截面上对称循环弯曲应力在单位时间t 内的变化如题10图.所示,总工作时间300h ,转速n 为150r/min 。若零件材料的疲劳极限1280MPa σ-=,应力集中系数σ2K =,7010=N ,m =9,求此零件的安全系数ca S 。

机械零件测绘的一般方法

机械零件测绘一般方法 一、什么是零件测绘 测绘就是根据实物,通过测量,绘制出实物图样的过程。 测绘与设计不同,测绘是先有实物,再画出图样;而设计一般是先有图样后有样机。如果把设计工作看成是构思实物的过程,则测绘工作可以说是一个认识实物和再现实物的过程。 测绘往往对某些零件的材料、特性要进行多方面的科学分析鉴定,甚至研制。因此,多数测绘工作带有研究的性质,基本属于产品研制范畴。 零件测绘的种类 (一)设计测绘——测绘为了设计。根据需要对原有设备的零件进行更新改造,这些测绘多是从设计新产品或更新原有产品的角度进行的。 (二)机修测绘——测绘为了修配。零件损坏,又无图样和资料可查,需要对坏零件进行测绘。 (三)仿制测绘——测绘为了仿制。为了学习先进,取长补短,常需要对先进的产品进行测绘,制造出更好的产品。 零件草图的绘制 零件测绘工作常在机器设备的现场进行,受条件限制,一般先绘制出零件草图,然后根据零件草图整理出零件工作图。因此。零件草图决不是潦草图。 徒手绘制的图样称为草图,它是不借助绘图工具,用目测来估计物体的形状和大小,徒手绘制的图样。在讨论设计方案、技术交流及现场测绘中,经常需要快速地绘制出草图,徒手绘制草图是工程技术人员必须具备的基本技能。 零件草图的内容与零件工作图相同,只是线条、字体等为徒手绘制。 徒手图应做到:线型分明、比例均匀、字体端正、图面整洁。 1、徒手画草图的基本方法 1.1握笔的方法 手握笔的位置要比用绘图仪绘图时较高些,以利于运笔和观察目标。笔杆与纸面成45°~60°角。持笔稳而有力。一般选用HB或B的铅笔,用印有方格的图纸绘图。 1.2直线的画法 画直线时,握笔的手要放松,手腕靠着纸面,沿着画线的方向移动,眼睛注意线的终点方向,便于控制图线。 画水平线时,图纸可放斜一点,将图纸转动到画线最为顺手的位置。画垂直线时,自上而下运笔。画斜线时可以转动图纸到便于画线的位置。画短线,常用手腕运笔,画长线则用手臂动作。1.3圆和曲线的画法 画圆时,先定出圆心的位置,过圆心画出互相垂直的两条中心线,再在对称中心线上距圆心等于半径处目测截取四点,过四点分段画成。画稍大的圆时,可加画一对十字线,并同时截取四点,过八点画圆。 对椭圆及圆弧的画法,也是尽量利用与正方形、长方形、菱形相切的特点。 1.4角度的画法 画30°、45°、60°等特殊角度的斜线时,可利用两直角边比例关系近似地画出,1.5复杂图形画法 当遇到较复杂形状时,采用勾描轮廓和拓印的方法。如果平面能接触纸面时,用色描法,直接用铅笔沿轮廓画出线来。

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