求主应力σ123公式:tmax=+(σ1-σ3)/2,tmin=-(σ1-σ3)/2,横轴是正应力,竖轴是切应力,其中σ1、σ2、σ3是三个主应力。三个小应力圆分别对应有一个切应力极大值,三个切应力极大值中有一个是切应力最大值。
材料的力学性能(或称机械性能)的研究,材料的力学性能参量不仅可用于材料力学的计算,而且也是固体力学其他分支的计算中必不可缺少的依据。
对杆件进行力学分析。杆件按受力和变形可分为拉杆、压杆(见柱和拱)、受弯曲(有时还应考虑剪切)的梁和受扭转的轴等几大类。杆中的内力有轴力、剪力、弯矩和扭矩。杆的变形可分为伸长、缩短、挠曲和扭转。
材料力学公式有如下。
1、轴向拉伸与压缩强度条件。公式:σmax=(Fn/A)max≤[σ]。
2、切应力强度条件。公式:τ=Fs/A≤[r]。塑性材料:[τ]=(05-07)[o],脆性材料:[τ]=(08-10)[σ]。
3、轴向拉他和压缩的胡克定律。公式:σ=Eε。
4、挤压强度条件。公式:σbs=Fbs/Abs ≤[σbs]塑性料材:[σbs]=(15-25)[σ],脆性材料:[σbs]=(09-15)[σ]。
5、外力偶矩。公式:Me= 60000p/ 2πn=9549P/n(牛顿米)。
6、弹性模量、泊松比、剪切弹性模量的关系。公式:G=E/2(1+μ)。
材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。一般是机械工程和土木工程以及相关专业的大学生必须修读的课程,学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。
材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。材料力学的研究对象主要是棒状材料,如杆、梁、轴等。固体力学的一个分支,研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。其基本任务是:将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件。
计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性,以保证结构能承受预定的载荷;选择适当的材料、截面形状和尺寸,以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。
—材料力学
扭转切应力计算公式如下:
由在圆轴截面上距圆心P处任一微面积dA的变形几何关系、物理条件和静力学可得圆轴扭转时,横截面上任一点处切应力计算公式当P等于圆轴半径R时,横截面上的切应力达到最大值,即 式中Wp—扭转截面系数或抗扭截面模量。
适用于等直径圆轴,如果圆形截面沿轴线的变化比较缓慢时(小锥度圆锥杆),也可以近似地用以上公式计算。且以上公式仅适用于应力不超过材料的剪切比例极限tp的实心或空心圆截面杆。
斜截面上的应力从圆轴表面某点取出一单元体,这单元体的左、右两侧面((ab面和cd面)是圆轴的横截面,上、下截面(ad面和bc面)是圆轴的纵向截面,前、后两个面是半径相差极小的两个圆柱面。
根据切应力互等定理,该单元体的上、下、左、右4个侧面上作用着大小相等的切应力t,前、后面上没有应力作用。此单元体处于纯剪切应力状态。
在单元体内任取一斜面ef,它的外法线n与x的夹角为a。假想用截面ef将单元体截开,保留下面,ef面上有未知的应力a。和ta作用。选新坐标轴n和t。
剪切应力与扭矩,弯矩的关系是:这三种应力是螺杆强度的计算依据。根据查询相关公开信息,扭转切应力计算公式是τmax=TR/Iρ,扭转应力在横截面上由扭矩作用产生的剪切应力,利用静态扭转试验可以测定材料的剪切模量等力学参数,动态扭转试验更是动态力学试验中最常采用的形式之一。
应力计算公式如下:
正应力公式:σ=W/A(kg/mm^2)W:拉伸或压缩载荷(kg)A:截面积(mm^);剪切应力:σ=Ws/A(kg/mm^2)Ws:剪切力载荷(kg)A:截面积(mm^2)。应力定义为“单位面积上所承受的附加内力”。
因为面积与力都是矢量,如果受力面积与施力同方向则称正应力;如果受力面积与施力方向互相正交则称剪应力(shear stress)。
测量工具应力仪或者应变仪是来测定物体由于内应力的仪器。一般通过采集应变片的信号,而转化为电信号进行分析和测量。方法是:将应变片贴在被测定物上,使其随着被测定物的应变一起伸缩,这样里面的金属箔材就随着应变伸长或缩短。
很多金属在机械性地伸长或缩短时其电阻会随之变化。
应变片就是应用这个原理,通过测量电阻的变化而对应变进行测定。一般应变片的敏感栅使用的是铜铬合金,其电阻变化率为常数,与应变成正比例关系。应力本质应力是一种内力,本质上是原子间作用力。
当物体发生变形时,原子间距离会偏离平衡位置(如下图所示,偏离平衡位置意味着原子间距离不再是d),从而导致原子间相互排斥或吸引,这是产生应力的根本原因。
同时,只有当“偏离距离”非常小时,排斥力(或吸引力)与“偏离距离”才能看作是线性的,这就是Hooke s law必须在小变形下才成立的原因。
应力张量的特征值就是主应力,其特征向量就是应力主轴。
即在任何一点,我们总可以将应力张量分解到三个互相垂直的方向上,这样三个互相垂直的方向就是应力主轴,在应力主轴上分解得到应力矢量(traction vector)的大小就是主应力。
或物体由于外因(受力、湿度变化等)而变形时,在物体内各部分之间产生相互作用的内力,以抵抗这种外因的作用·并力图使物体从变形后的位置回复到变形前的位置。
在所考察的截面某一点单位面积上的内力称为应力《Stress〉。按照应力和应变的方向关系。可以将应力分为正应力σ和切应力下。正应力的方向与应变方向平行,而切应力的方向与应变垂直。
按照载荷〈Load)作用的形式不同,应力又可以分为拉伸压缩应力﹑弯曲应力和扭转应力。
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