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工程中有些桿件受力是復雜的，其同一截面上存在多種內力。目前，用材料力學方法進行組合變形強度分析的示例中，截面上往往多為平面內力，對于截面上作用空間的內力(6個內力分量)強度分析沒有更廣泛研究。為了確保桿件在多力作用下工作安全可靠，須對其強度進行分析。如在矩形薄壁管橫截面上作用六個內力分量見圖，即沿，軸方向的軸力Fx,y軸方向的剪力F7，軸方向的剪力FZ繞，軸轉動的扭矩Mx、繞y軸轉動的彎矩M7，繞軸轉動的彎矩MZ，橫截面尺寸見圖。為此，本研究要解決的主要問題是，矩形薄壁管橫截面上在六個內力分量作用下的應力分布規(guī)律、應力狀態(tài)、危險點的強度分析的研究。
用材料力學方法對構件強度進行分析，首先由外力分析確定構件變形形式，其次由內力分析確定危險截面位置，但本研究提出是在已知構件橫截面上有六個內力分量的情況下，如何確定其危險點位置。這個問題的解決，可以從每個內力單獨作用引起應力分布規(guī)律來研究，再通過應力疊加原理確定危險點位置。根據(jù)圖，不難計算出薄壁方管橫截面特性指標。
通過上述分析，四點是平面復雜應力狀態(tài)，必須借助強度理論分別研究才能得出結論，如應用第三強度理論，。四點強度條件分別為點強度條件：應力又有剪應力。為了進一步確定危險點，必須對上述8個點進行逐一分析。運用材料力學疊加原理可以解決桿件橫截面上存在多個內力的強度計算問題，確定危險點的位置。實驗表明，橫截面危險點確實在a,b,c,d,e,f,g,h等8個點之內。通過理論分析，如上述內力方向不變，危險點只有5個，即b,e,f,g,h等5個點，其強度條件分別由公式表示，當內力發(fā)生變化時(即各內力空間方向組合不同)，同理可找到相應的危險點并確定出強度條件。雖然工程上桿件橫截面同時出現(xiàn)六個內力分量的機會不多，但對其進行理論分析探討，在結構設計中仍有較高的實用價值。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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