材料力学电算大作业.doc
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材料力学电算大作业.doc
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材料力学电算大作业
题目:
班号:
学号:
姓名:
指导教师:
完成时间:
评语:
成绩(满分10分):
签名:
时间:
一、题目及算法(需详细说明题目中需要用到的计算公式)
(1)题目具体要求
单向应力
输入:
x方向的应力
1.
工字型截面—对形心轴的惯性矩Iy、Iz及截面面积A
2.相当长度系数μ、长度l
3.材料参数:
E、σp、σs;线性经验公式系数a、b
4.工作压力P及稳定安全系数n
输出
1.绘制临界应力总图(图示)
2.临界压力Pcr或临界应力σcr
3.稳定安全校核结果
(2)算法
1.柔度、判别柔度、可用直线公式最小柔度计算
其中,为杆件长度系数,l为杆件长度,I为截面惯性矩,A为截面面积,E是弹性模量,是比例极限,a是线性经验公式中的a,b是线性经验公式中的b,是屈服极限。
2判断.之间的大小关系
①时,用欧拉公式进行计算;
②时,用直线经验公式进行计算;
③时,校核强度;
3具体校核计算
①时,;将与工作压力P进行比较,若P<.则校核合格,反之则不合格。
②时,用直线经验公式进行计算,,,将与工作压力P进行比较,若P<.则校核合格,反之则不合格。
③时,校核强度;,若,则校核合格,反之则不合格。
其中n是安全系数,是临界压力,是临界应力。
二、程序框图
开始
开始
选择杆件的截面类型
输入材料的参数E、σp、σs、线性经验公式系数a、b,相当长度系数μ、长度l,工作压力P及稳定安全系数n以及所选截面的参数
相当长度系数μ、长度l工作压力P及稳定安全系数n
·
利用数据进行一系列计算,最后得到临界应力,校核结果,并且绘制临界应力图
输出临界应力,临界应力图以及校核结果
结束
三、源程序(见附录)
四、算例
算例1
如图,由Q235钢制成的圆截面压杆,截面半径为0.2m,杆件长9m,E=200GPa,比例极限为200MPa,屈服极限235MPa,线性经验公式a,b分别为304MPa和1.12MPa,安全系数为2.5,试对此杆进行校核。
F=2KN
算例2
5KN
如图,由硅钢制成的矩形截面压杆,截面宽0.12m,高0.2m,杆件长15m,E=200GPa,比例极限为200MPa,屈服极限235MPa,线性经验公式a,b分别为578MPa和3.744MPa,安全系数为2,试对此杆进行校核。
五、计算结果
算例一:
在题目所给条件下,该杆件临界应力:
60.9235MPa,检验结果为合格。
算例二:
在题目所给条件下,该杆件临界应力:
59.6801MPa,检验结果为合格。
附录
本程序在MATLAB环境下实现,由于GUI在制作过程中会自动生成很多与主程序无关的代码,所以以下仅给出开始按钮下的主要代码。
clc;
popup_sel_index=get(handles.popupmenu4,'Value');
switchpopup_sel_index
case1
type=1;
case2
type=1;
case3
type=1;
case4
type=1;
end
iftype==1
dc=str2double(get(handles.edit2,'String'));
elseiftype==2
Dr=str2double(get(handles.edit2,'String'));
dr=str2double(get(handles.edit3,'String'));
elseiftype==3
b=str2double(get(handles.edit2,'String'));%输入矩形的宽
h=str2double(get(handles.edit3,'String'));%输入矩形的高
else
Iy=str2double(get(handles.edit2,'String'));%输入工字型截面对形心轴的惯性矩Iy
Iz=str2double(get(handles.edit3,'String'));%输入工字型截面对形心轴的惯性矩Iz
A=str2double(get(handles.edit4,'String'));%输入截面面积
end
mu=str2double(get(handles.edit5,'String'));%'请输入长度系数
l=str2double(get(handles.edit6,'String'));%请输入杆件长度
E=str2double(get(handles.edit7,'String'))*1e9;%请输入杨氏模量
sigma_p=str2double(get(handles.edit8,'String'))*1e6;请输入比例极限
sigma_s=str2double(get(handles.edit9,'String'))*1e6;%请输入屈服极限
a=str2double(get(handles.edit10,'String'))*1e6;%请输入线性经验公式a
b=str2double(get(handles.edit11,'String'))*1e6;%请输入线性经验公式b
P=str2double(get(handles.edit12,'String'))*1000;%请输入工作压力
n=str2double(get(handles.edit13,'String'));%请输入安全系数
iftype==1
I=pi*dc^4/64;
lamda=mu*l/sqrt(I/(pi*dc^2/4));
A=pi*dc*dc/4;
elseiftype==2
I=pi*Dr^4/64-pi*dr^4/64;
lamda=mu*l/sqrt(I/(pi*Dr^2/4-pi*dr^2/4));
A=pi*((Dr*Dr)-(dr*dr))/4;
elseiftype==3
I=b*h^3/12;
lamda=mu*l/sqrt(I/b*h);
A=b*h;
else
I=min([IyIz]);
lamda=mu*l/sqrt(I/A);
end
lamda_p=pi*sqrt(E/sigma_p);
lamda_s=(a-sigma_s)/b;
%校核稳定安全性
iflamda>lamda_p%欧拉方法计算
Fcr=pi^2*E*I/((mu*l)^2);
sigma_cr=Fcr/A;
ifP<(Fcr/n)
set(handles.edit14,'String','合格');
else
set(handles.edit14,'String','不合格');
end
elseiflamda_s sigma_cr=a-b*lamda; iftype==1 Fcr=sigma_cr*(pi*dc^2/4); elseiftype==2 Fcr=sigma_cr*(pi*Dr^2/4-pi*dr^2/4); elseiftype==3 Fcr=sigma_cr*(b*h); else Fcr=sigma_cr*A; end ifP<(Fcr/n) set(handles.edit14,'String','合格');%稳定性校验结果: 合格 else set(handles.edit14,'String','不合格');%稳定性校验结果: 不合格 end elseif0 iftype==1 sigma_cr=p/(pi*dc^2/4); elseiftype==2 sigma_cr=p/(pi*Dr^2/4-pi*dr^2/4); elseiftype==3 sigma_cr=p/(b*h); else sigma_cr=p/A; end ifsigma_cr set(handles.edit15,'String','合格'); else set(handles.edit15,'String','不合格'); end end set(handles.edit17,'String',sigma_cr/1000000); %绘制临界应力总图 x=0: 0.1: lamda_s; y=0*x+sigma_s; plot(x,y,'LineWidth',2); holdon; x=lamda_s: 0.1: lamda_p; y=a-b*x; plot(x,y,'LineWidth',2); holdon; x=lamda_p: 1: 3*lamda_p; y=pi^2*E./x.^2; plot(x,y,'LineWidth',2); holdon;
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- 关 键 词:
- 材料力学 电算 作业