工程力學(xué)項(xiàng)目八組合變形的認(rèn)知項(xiàng)目引入構(gòu)件在外力作用下會(huì)出現(xiàn)單一的拉伸（壓縮）、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲等變形，這些變形稱為基本變形。但工程實(shí)際問題中，還有許多構(gòu)件在受到外力作用下將同時(shí)產(chǎn)生兩種或兩種以上基本變形的組合情況，這樣的變形稱為組合變形。對(duì)于組合變形已經(jīng)不能用前面的強(qiáng)度公式進(jìn)行計(jì)算，需要進(jìn)行組合變形的強(qiáng)度計(jì)算。由于組合變形在許多情況下是相當(dāng)復(fù)雜的，為此只研究拉伸（壓縮）與彎曲、扭轉(zhuǎn)與彎曲這種簡(jiǎn)單的組合變形強(qiáng)度計(jì)算，以了解對(duì)組合變形強(qiáng)度計(jì)算的基本思路。應(yīng)用實(shí)例：水庫(kù)的水壩壩體；提調(diào)或牽拉物體的卷?yè)P(yáng)機(jī)軸；懸臂吊車的橫梁；以及如圖所示的架設(shè)在鐵路兩側(cè)的接觸網(wǎng)支柱。本項(xiàng)目將研究諸如此類構(gòu)件在外力作用下的組合變形分析計(jì)算問題。任務(wù)1拉（壓）與彎曲的組合變形分析一、組合變形的分析方法在小變形且材料服從胡克定律的條件下，力的獨(dú)立作用原理是成立的，即任意一載荷作用所產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，不受其他載荷的影響。因此，解決組合變形的基本方法，是將組合變形分解為幾種基本變形，分別考慮在每種基本變形下產(chǎn)生的應(yīng)力和變形，然后再進(jìn)行疊加，得到構(gòu)件在組合變形時(shí)的應(yīng)力和變形，即疊加原理。任務(wù)1拉（壓）與彎曲的組合變形分析二、拉（壓）與彎曲的組合變形拉伸（壓縮）與彎曲的組合變形，是工程中經(jīng)常遇到的情形。將力F分解成水平方向的分力與垂直方向的分力。分力為軸向拉力，在此力單獨(dú)作用下將使梁產(chǎn)生軸向拉伸變形。垂直方向的分力使梁在縱向?qū)ΨQ面內(nèi)產(chǎn)生彎曲，因此梁的變形為軸向拉伸與彎曲的組合變形。在水平方向的分力作用下，任意一橫向截面上的軸力均為，由其產(chǎn)生的拉應(yīng)力。垂直方向的分力使梁在固定端產(chǎn)生最大彎矩，最大跨矩，故該梁的最大彎曲應(yīng)力。根據(jù)疊加原理，危險(xiǎn)點(diǎn)位于梁固定端的上、下邊緣處。上邊緣處的最大拉應(yīng)力為：梁固定端的下邊緣處其最大壓應(yīng)力為：任務(wù)1拉（壓）與彎曲的組合變形分析為此對(duì)抗拉、抗壓強(qiáng)度相同的塑性材料，在進(jìn)行拉伸（壓縮）與彎曲組合變形的強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，強(qiáng)度條件可寫成統(tǒng)一的式子，即任務(wù)1拉（壓）與彎曲的組合變形分析【例8-3】某夾具的受力如圖所示，已知力F=2kN，e=70mm，b=12mm，材料的許用應(yīng)力［σ］=120MPa，試確定該夾具豎桿橫截面尺寸h的值。【解】本題中雖然力F與豎桿軸線平行，但不通過豎桿的軸線，所以它使得豎桿產(chǎn)生拉伸（或壓縮）與彎曲的組合變形，豎桿的這種變形通常稱為偏心拉伸（或壓縮）。（1）計(jì)算豎桿所受的外力。將力F向豎桿的軸線簡(jiǎn)化，可得軸向拉伸力F和作用在豎桿縱向?qū)ΨQ面內(nèi)的力偶為（2）計(jì)算豎桿橫截面上的內(nèi)力。豎桿橫截面上的軸力和彎矩M分別為（3）校核豎桿強(qiáng)度。豎桿橫截面上的最大拉應(yīng)力發(fā)生在右側(cè)邊緣各點(diǎn)，其值為

任務(wù)2彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形分析彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形是工程實(shí)際中常見的情況，通常情況下發(fā)生純扭轉(zhuǎn)變形的軸很少見。下面介紹零件彎扭組合變形時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算。用第三強(qiáng)度理論時(shí)，其強(qiáng)度條件為任務(wù)2彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形分析用第四強(qiáng)度理論時(shí)，其強(qiáng)度條件為對(duì)于圓軸，同樣地有任務(wù)2彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形分析【例8-4】如圖所示的電動(dòng)機(jī)軸上帶輪直徑D=300mm，軸外伸長(zhǎng)度l=100mm，軸直徑d=50mm，軸材料許用應(yīng)力［σ］=60MPa。帶的緊邊拉力為2F，松邊拉力為F，電動(dòng)機(jī)的功率P=8kW，轉(zhuǎn)速n=715r/min，校核此電動(dòng)機(jī)軸的強(qiáng)度。(a)(b)【解】（1）外力分析。畫出電動(dòng)機(jī)軸的受力簡(jiǎn)圖，如圖所示。電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)矩為任務(wù)2彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形分析【例8-4】如圖所示的電動(dòng)機(jī)軸上帶輪直徑D=300mm，軸外伸長(zhǎng)度l=100mm，軸直徑d=50mm，軸材料許用應(yīng)力［σ］=60MPa。帶的緊邊拉力為2F，松邊拉力為F，電動(dòng)機(jī)的功率P=8kW，轉(zhuǎn)速n=715r/min，校核此電動(dòng)機(jī)軸的強(qiáng)度。(a)(b)（2）內(nèi)力分析。計(jì)算扭矩并作扭矩圖為任務(wù)2彎曲與扭轉(zhuǎn)的組合變形分析【例8-4】如圖所示的電動(dòng)機(jī)軸上帶輪直徑D=300mm，軸外伸長(zhǎng)度l=100mm，軸直徑d=50mm，軸材料許用應(yīng)力［σ］=60MPa