关于机械设计中强度的问题——四大强度理论

结构设计工程师是一个苦差,随着三维制图的发展,任何人都可以给你的设计“提意见”,因为画出的图很直观,三岁小孩都能看出你画的是“方的”还是“圆的”。话虽这么说,但是旁观者每一次提的建议都在帮助你进步。

言归正传,这篇主要说一下强度的问题,也是从一个点入手,说一下强度理论的概念。

经常会遇到有人会问,“你这里设计的强度够不够”,“我这里设计的强度绝对没有问题”之类的话。大多是都是凭感觉问,凭感觉说。现在的机械设计都是校核性计算,什么意思呢,意思是所有的机械设计,设计出来的每一个零件,都是先设计出来零件,再把实际的最大工况作用在零件上,然后建立相近的力学模型,进行校核,得出结果对比是否满足条件。上一句话中有一个相近,因为真实的情况不可能理想化,只能说相近。再说强度,实际案例中,很少校核强度这一个指标,说到底强度就是应力的概念,在往简单了说就是高中物理中的压强。举个例子说Q235的碳钢,屈服极限是235Mpa,235x10^6N/平方米,1平方毫米的话就能承受235N的拉力,就是23公斤,一个2mm直径的螺钉,就能承受70kg的拉力没问题。所以说一般强度都没有问题。结构中主要需要校核 的是刚度和稳定性。但这篇只是说强度。

强度也分多中,对于不同的材料需要校核的强度是不一样的。这就需要了解一下强度理论。

最大拉应力理论:

这一个理论试用用脆性材料,认为引起材料脆性断裂破坏的因素是最大拉应力,无论什么应力状态,只要构件内有一点处的最大拉应力达到单向应力状态下极限拉应力时,材料就发生脆性断裂。

解释一下,比如设计好的结构件在一个工况下工作,可能同时受弯和受拉,受弯我们可以根据弯矩计算出来一个应力值,受拉也可以算出一个应力值,两个数相加不能超过材料的许用拉应力,而不是屈服应力或者其他什么应力。这个时候就需要设计者去了解材料的具体性质,是脆性材料就选择他的许用拉应力来校核他的强度。

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