1、工程力学课程作业典型结构力学特性分析班 级 姓 名 学 号 指导教师 机械工程系2011 年 12 月1挖掘机的机械臂结构力学特性分析一、 挖掘机的机械臂实例：二、 机械臂的接受力分析：挖掘机的机械臂应用的是液压的伸长作用和部分杠杆原理来实现挖掘作业。在整个机械臂上，都有拉伸或压缩液压装置的力。2图（1） 图（2） 图(3)作业时当收到 F 力时 体现了受压力 当作业时受到上下两个不同方向的力，并且机械臂的结构只在一个平面内运动和受力。所以可当力的方向相反时就受拉伸力。 （由于机械臂的液压装置两头是活动铰接所以不产生组合变形）三、机械臂的力学特性：1、压缩作用（1） 、液压轴上压缩应力：在压缩
2、面上，由压缩力引起的应力认为均匀分布在压缩面的计算面积上。（2）压缩的应力计算公式（3）压缩的强度计算2、液压轴上拉伸应力（1） 、拉伸应力：在液压杆上，由拉伸力引起的应力认为均匀分布在整个杆上，由本身的材料和结构决定。（2）拉伸的计算公式 （3）拉伸的强度计算应力是由结构和材料决定的所以可以通过推理可导出有关 F 的最大值或横3截面的最小值。其中: A-剪切面面积F-横截面上的拉力3、弯曲 如图（3）（1） 当受到垂直于杆轴的外力或在杆轴方向受到外力偶的作用时，杆的轴线将由直线变为曲线，这种变形称为弯曲变形。（2） 应力计算：（3） 应力极限：弯曲时受到剪力作用与弯矩作用（4） 不同截面的惯性距与抗弯系数的计算截面形状惯性距抗弯截面模量4(5)常见截面梁的最大应力计算公式截面形状及应力分布最大切应力（6）提高弯曲强度的措施1、选择合理的截面形状：圆柱、圆筒工字铁、V 形钢等。2、合理安排梁的受力情况。等等三、 相关知识：1、压缩：压缩面是指剪切变形中传递力的接触面。有效压缩面面积为在垂直于总压缩力作用线平面上的投影。如图 3 所示5受力截面2、强度计算的应用：根据强度条件可进行三个方面的强度计算：（1） 、强度校核直接应用强度计算公式，可对已有结构进行强度校核。如剪切强度校核：（2） 、尺寸设计截面大小，宽度，高度（3） 、确定许可载荷
