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經(jīng)典案例
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強(qiáng)度校核

      強(qiáng)度校核是校核金屬材料在外力作用下抵抗永久變形和斷裂的能力,強(qiáng)度是衡量零件本身承載能力(即抵抗失效能力)的重要指標(biāo),強(qiáng)度是機(jī)械零部件首先應(yīng)滿足的基本要求。
      在外力作用下,材料或結(jié)構(gòu)抵抗破壞的能力,零件承受載荷后抵抗發(fā)生斷裂或超過容許限度的殘余變形的能力。也就是說,強(qiáng)度是衡量零件本身承載能力(即抵抗失效能力)的重要指標(biāo)。機(jī)械零件的強(qiáng)度一般可以分為靜強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度(彎曲疲勞和接觸疲勞等)、斷裂強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、高溫和低溫強(qiáng)度、在腐蝕條件下的耐腐蝕強(qiáng)度、膠合強(qiáng)度等。
      具有復(fù)雜幾何形狀的結(jié)構(gòu),例如桿系、板、殼體、薄壁系統(tǒng)等工程結(jié)構(gòu)以及自然界中的生物體結(jié)構(gòu)等,它們的強(qiáng)度是指這些結(jié)構(gòu)的極限承載能力。這種能力不僅與結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度有關(guān),而且與結(jié)構(gòu)的幾何形狀、外力的作用形式等有關(guān)。
      強(qiáng)度問題十分重要,許多房屋、橋梁、堤壩等的倒塌,飛機(jī)、航天飛船的墜毀都是由于強(qiáng)度不夠而造成的。所以在工程設(shè)計(jì)中,強(qiáng)度問題常列為最重要的問題之一。為了確保強(qiáng)度滿足要求,必須在給定的環(huán)境(如外力和溫度)下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算或強(qiáng)度試驗(yàn)。強(qiáng)度計(jì)算是指計(jì)算出材料或結(jié)構(gòu)在給定環(huán)境下的應(yīng)力和應(yīng)變,并根據(jù)強(qiáng)度理論確定材料或結(jié)構(gòu)是否破壞。
      對于不同形狀的部件,有不同的強(qiáng)度校核模型和計(jì)算方法。如對軸的校核主要考慮其抗彎扭的強(qiáng)度,對鍵的校核主要計(jì)算它抗磨損和擠壓的強(qiáng)度。但當(dāng)所要校核的截面是各種鋼板焊接的箱形結(jié)構(gòu),截面不規(guī)則時(shí),現(xiàn)有的校核方法是按材料力學(xué)中經(jīng)典的桿件理論來校核的,它能夠計(jì)算出規(guī)則截面上任意位置的彎曲正應(yīng)力、彎曲剪應(yīng)力以及扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力。但是對于復(fù)雜的不規(guī)則截面,該方法就有很大的局限性,比如沒有考慮閉口截面的超靜定剪應(yīng)力,不能計(jì)算不規(guī)則截面的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力等,這個時(shí)候就需要采用有限元方法進(jìn)行強(qiáng)度校核。

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