工力第13章-应力状态分析
- 格式:ppt
- 大小:3.40 MB
- 文档页数:42
§13.1带传动的类型和应用§13.2带传动的受力分析§13.3带传动的应力分析§13.4 带传动的工作能力§13.5 带传动的弹性滑动与传动比§13.6 普通V 带传动的设计与计算§13.7 V 带轮的结构§13.8 带传动的张紧和维护第13章带传动2.带传动的失效形式、设计准则;3.带传动的弹性滑动与打滑概念;1.带传动的受力分析、应力分析;4.带传动的参数选择。
第13章带传动重点13.1带传动的类型和应用带传动是二个或多个带轮间用带作为挠性件拉曳零件的传动,工作时借助零件之间的摩檫来传递运动与动力。
传动1传动2带的传动过程原动机转动驱动主动轮主动轮转动带与轮的摩擦力从动轮转动13.1带传动的类型和应用一. 带传动的类型13.1带传动的类型和应用一.带传动的类型点击小图看运动图13.1带传动的类型和应用V 带传动和平带传动的比较平型带摩擦力F fQf N f F f ⋅=⋅=两种传动的摩擦力的对比其中:Q —工作载荷;N —带和轮间压紧力;f —摩擦数。
V 型带摩擦力F f ′2sin2 ϕQ N =根据力平衡条件2sin2ϕN Q =Qf Q f Q fN f F f /2sin2sin2/====ϕϕ f ′—当量摩檫系数V 带传动和平带传动的比较V带传动的摩擦力>平带传动的摩擦力1)摩擦力增大,可减小包角;导致①许用较大的传动比i ②许用较小的中心距α;2)摩擦力增大,在载荷较大的传动中仍能正常工作;两种传动优缺点对比¾V 型带传动优点3)带无接头,工作平稳。
V 带传动和平带传动的比较1)V 带轮制造费用高;2)V 带厚不易弯曲,弯曲应力增大,寿命减短;在优缺点对比的许多场合下,其优点更为重要,故V 带应用多于平型带。
V 带传动和平带传动的比较V 型带传动缺点节线当V 带垂直其底边弯曲时,在带中保持原长度不变的任意一条周线。
UG有限元分析第13章第13章:UG有限元分析有限元分析是一种机械结构设计及性能验证常用的方法。
在UG软件中,有限元分析功能强大且易于使用,可以帮助工程师快速准确地进行结构分析和优化设计。
UG软件提供了一系列有限元分析工具,包括网格划分、边界条件设置、加载设置、求解器选择、结果后处理等。
在进行有限元分析之前,需要对待分析的几何模型进行前期准备工作,如几何建模、材料属性设置、连接与约束等。
首先,需要将待分析的几何模型进行网格划分。
网格划分过程将几何模型划分为网格单元,网格单元之间的节点用于传递力和位移等信息。
UG 软件提供了自动网格划分工具,可以根据用户定义的网格密度进行自动划分,也可以手动划分网格。
然后,需要设置几何模型的边界条件。
边界条件包括固定边界、加载边界等。
固定边界是指模型的一些部分被固定不能发生位移,如模型的基座或支撑结构。
加载边界是指对模型施加的力或位移,如载荷、边界条件等。
UG软件提供了丰富的边界条件设置工具,可以满足不同类型的加载要求。
接下来,需要设置加载条件。
加载条件包括静力加载、动力加载、温度加载等。
静力加载通常用于模拟静态载荷的情况,如用户施加的力或重力加载。
动力加载通常用于模拟动态载荷的情况,如机械振动或冲击等。
UG软件提供了多种加载条件设置工具,可以满足不同类型的加载要求。
然后,需要选择适当的求解器进行求解。
求解器是用于求解有限元模型的核心算法,能够得到模型的力和位移等结果。
UG软件提供了多种求解器选择工具,如静力分析求解器、动力分析求解器等。
根据具体分析需求,选择适合的求解器进行求解。
最后,需要进行结果后处理。
结果后处理是指对求解得到的结果进行分析和展示。
UG软件提供了丰富的结果后处理工具,可以进行应力、应变、位移等结果的查看和分析。
同时,UG软件还支持结果导出和报告生成等功能,方便用户进行结果分析和报告编制。
通过以上步骤,UG软件可以帮助工程师进行结构的有限元分析,并提供准确可靠的结果。
习题13-4图 工程力学(静力学与材料力学)习题第13章 杆类构件的静力学设计13-1 关于低碳钢试样拉伸至屈服时,有如下结论:(A )应力和塑性变形很快增加,因而认为材料失效;(B )应力和塑性变形虽然很快增加,但不意味着材料失效;(C )应力不增加塑性变形很快增加,因而认为材料失效;(D )应力不增加塑性变形很快增加,但不意味着材料失效。
正确答案是 。
13-2 韧性材料应变硬化之后,材料的力学性能发生下列变化:(A )屈服应力提高,弹性模量降低;(B )屈服应力提高,韧性降低;(C )屈服应力不变,弹性模量不变;(D )屈服应力不变,韧性不变。
正确答案是 。
13-3 关于条件屈服应力有如下论述:(A )弹性应变为0.2%时的应力值;(B )总应变为0.2%时的应力值;(C )塑性应变为0.2%时的应力值;(D )弹性应变为0.2时的应力值。
正确答案是 。
13-4 螺旋压紧装置如图所示。
现已知工作所受的压紧力为F = 4kN ,旋紧螺栓螺纹的内径d 1 = 13.8mm ,固定螺栓内径d 2 = 17.3mm 。
两根螺栓材料相同,其许用应力][σ= 53.0MPa 。
试校核各螺栓之强度是否安全。
13-5 现场施工中起重机吊环的每一侧臂AB 和BC ,均由两根矩形截面杆组成,连接处A 、B 、C 均为铰链,如图所示。
已知起重载荷F P = 1200kN ,每根矩形杆截面尺寸比例为b /h = 0.3,材料的许用应力][σ= 78.5MPa 。
试设计矩形杆的截面尺寸b 和h 。
13-6 图示结构中BC 和AC 都是圆截面直杆,直径均为d = 20mm ,材料都是Q235钢,其许用应力][σ= 157 MPa 。
试求该结构的许可载荷。
(有人说:根据垂直方面的平衡条件,有P N N 45cos 30cos F F F AC BC =︒+︒,然后将])[4/(2N σπd F BC =,])[4/(2N σπd F AC =代入后即可得许可载荷,这种解法对吗?为什么?)习题13-5图习题13-7图 习题13-8图 习题13-9图13-7 图示汽缸内径D = 560mm ,内压p = 2.5MPa,活塞杆直径d = 100mm ,所以用材料的屈服应力s σ= 300MPa 。
第13章瞬态动力学分析13.1 瞬态动力学分析概述可以用瞬态动力学分析确定结构在静载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下随时间变化的位移、应变、应力及力。
载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较显著。
如果惯性力和阻尼作用不重要,就可以用静力学分析代替瞬态分析。
瞬态动力学分析比静力学分析更复杂,因为按“工程”时间计算,瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和人力。
可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义,从而节省大量资源。
首先分析一个比较简单的模型。
由梁、质量体、弹簧组成的模型可以以最小的代价对问题提供有效深入地理解,简单模型或许正是确定结构所有的动力学响应所需要的。
如果分析中包含非线性,可以首先通过进行静力学分析尝试了解非线性特性如何影响结构的响应。
有时在动力学分析中没必要包括非线性。
了解问题的动力学特性。
通过做模态分析计算一下结构的固有频率和振型,便可了解当这些模态被激活时结构如何响应。
固有频率同样对计算出正确的积分时间步长有用。
对于非线性问题,应考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。
子结构在帮助文件中的“ANSYS Advanced Analysis Techniques Guide”里有详细的描述。
进行瞬态动力学分析可以采用3种方法:Full(完全法),Reduced(减缩法),Mode Superposition(模态叠加法)。
下面比较一下各种方法的优缺点。
13.1.1完全法(Full Method)Full法采用完整的系统矩阵计算瞬态响应(没有矩阵减缩)。
它是3种方法中功能最强的,允许包含各类非线性特性(塑性、大变形、大应变等)。
Full法的优点是:(1)容易使用,因为不必关心如何选取主自由度和振型。
(2)允许包含各类非线性特性。
(3)使用完整矩阵,因此不涉及质量矩阵的近似。
(4)在一次处理过程中计算出所有的位移和应力。
(5)允许施加各种类型的载荷:节点力,外加的(非零)约束,单元载荷(压力和温度)。
工程力学练习册学校学院专业学号教师姓名第一章静力学基础1-1 画出下列各图中物体A,构件AB,BC或ABC的受力图,未标重力的物体的重量不计,所有接触处均为光滑接触。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)1-2 试画出图示各题中AC杆(带销钉)和BC杆的受力图(a)(b)(c)(a)1-3 画出图中指定物体的受力图。
所有摩擦均不计,各物自重除图中已画出的外均不计。
(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)第二章 平面力系2-1 电动机重P=5000N ,放在水平梁AC 的中央,如图所示。
梁的A 端以铰链固定,另一端以撑杆BC 支持,撑杆与水平梁的夹角为30 0。
如忽略撑杆与梁的重量,求绞支座A 、B 处的约束反力。
题2-1图∑∑=︒+︒==︒-︒=PF F FF F F B A yA B x 30sin 30sin ,0030cos 30cos ,0解得: N P F F B A 5000===2-2 物体重P=20kN ,用绳子挂在支架的滑轮B 上,绳子的另一端接在绞车D 上,如图所示。
转动绞车,物体便能升起。
设滑轮的大小及轴承的摩擦略去不计,杆重不计,A 、B 、C 三处均为铰链连接。
当物体处于平衡状态时,求拉杆AB 和支杆BC 所受的力。
题2-2图∑∑=-︒-︒-==︒-︒--=030cos 30sin ,0030sin 30cos ,0P P F FP F F F BC yBC AB x解得: PF P F BC AB 732.2732.3=-=2-3 如图所示,输电线ACB 架在两电线杆之间,形成一下垂线,下垂距离CD =f =1m ,两电线杆间距离AB =40m 。
电线ACB 段重P=400N ,可近视认为沿AB 直线均匀分布,求电线的中点和两端的拉力。
题2-3图以AC 段电线为研究对象,三力汇交 NF N F F F FF F F C A GA yC A x 200020110/1tan sin ,0,cos ,0=======∑∑解得:ααα2-4 图示为一拔桩装置。
第13章 特征值屈曲分析
屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,屈曲分析包括线性屈曲分析和非线性屈曲分析。
线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷,也可使用惯性释放;非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析、弹塑性失稳分析、非线性后屈★ 了解线性屈曲分析。
13.1 屈曲分析概述
特征值屈曲分析(Eigenvolue Buckling)是以特征值为研究对象的,特征值或线性屈曲分析预测的是理想线性结构的理论屈曲强度(分歧点),特征值方程决定了结构的分歧点。
然而,非理想和非线性行为阻止了许多真实的结构达到它们理论上的弹性屈曲强度。
线性屈曲通常产生非保守的结果,应当谨慎使用。
尽管屈曲分析是非保守的,但是也有许多优点。
屈曲分析比非线性屈曲分析计算省时,并且应当作第一步计算来评估临界载荷(屈曲开始时的载荷)。
通过线性屈曲分析可以预知结构的屈曲模型形状,结构可能发生屈曲的方法可以作为设计中的向导。
13.1.1 关于欧拉屈曲
结构的丧失稳定性称为(结构)屈曲或欧拉屈曲。
L.Euler
从一端固定、另一端自由的受压理想柱出发,给出了压杆的临
界载荷。
所谓理想柱,是指起初完全平直而且承受中心压力的
受压杆,如图13-1所示。
设此柱完全是弹性的,且应力不超过比例极限,若轴向外
载荷P小于它的临界值,则此杆将保持直的状态而只承受轴向图13-1 受压杆。