提高彎曲梁強(qiáng)度的措施

提高彎曲梁強(qiáng)度的措施※提高梁強(qiáng)度的措施Date2MechanicsofMaterials▲提高梁強(qiáng)度的實(shí)際意義Date3MechanicsofMaterials▲實(shí)心截面梁正應(yīng)力與切應(yīng)力比較FPlDate4MechanicsofMaterials▲實(shí)心截面梁正應(yīng)力與切應(yīng)力比較半徑d寬為b、高為hDate5MechanicsofMaterials◆控制細(xì)長梁強(qiáng)度的因素正應(yīng)力強(qiáng)度條件：Date6MechanicsofMaterials一、減少彎矩值1、合理安排梁的受力情況xMPl/4xMABPlal/2Pa/2ABPl/2l▲提高彎曲梁強(qiáng)度的措施正應(yīng)力強(qiáng)度條件：Date7MechanicsofMaterials2、合理安排梁的支座qBAxMql2/8q0.2l0.2l0.6lABxMDate8MechanicsofMaterials工程實(shí)例：門式起重機(jī)的大梁鍋爐筒體Date9MechanicsofMaterials多支座梁Date10MechanicsofMaterials斜拉橋示意圖Date11MechanicsofMaterials南京長江二橋（斜拉橋，628米）Date12MechanicsofMaterials懸索橋示意圖Date13MechanicsofMaterials江陰長江大橋（懸索橋，1385米）美國金門大橋（懸索橋，1280米）Date14MechanicsofMaterials二、提高抗彎截面系數(shù)選用合理的截面形狀各種不同橫截面形狀的梁Date15MechanicsofMaterials在截面積A相同的情況下，抗彎截面系數(shù)Wz越大，梁的承載能力越高。1）矩形截面梁的橫放與豎放bhZchbZc2）截面形狀不同時(shí)，用Wz/A來恒量截面的合理性與經(jīng)濟(jì)性-------越大，截面越合理Date16MechanicsofMaterialsbhhhhhd0.167h0.125h0.205h(0.27~0.31)h(0.29~0.31)hd=0.8h常見截面的Wz/A值比較:從表中可以看出，材料遠(yuǎn)離中性軸的截面較經(jīng)濟(jì)合理。工程中的吊車梁、橋梁常采用工字形、槽形或箱形截面，房屋建筑中的樓板采用空心圓孔板，道理就在于此。Date17MechanicsofMaterials3）拉壓性能不一的材料如鑄鐵，宜用不對稱的截面，使中性軸靠近拉的一側(cè)h2Zch1Zc三、設(shè)計(jì)梁的合理造型1、變截面梁1)b不變，中間h加大ZcDate18MechanicsofMaterialsxMPl/4xb(x)bmin2)h不變，中間b隨x與彎矩M（x）同規(guī)律變化，如上圖3)b不變，中間h隨x與彎矩M（x）規(guī)律變化，如右圖搖臂鉆床的搖臂。ABPl/2lDate19MechanicsofMaterials2、等強(qiáng)度梁階梯梁漁腹梁（工藝上簡化）Date20MechanicsofMaterials日本巖大橋雨蓬梁板◆實(shí)例：Date21MechanicsofMaterials變截面梁Date22MechanicsofMaterials臺風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)朱德的扁擔(dān)Date23MechanicsofMaterials海鷗松樹Date24MechanicsofMaterials構(gòu)件選用何種材料，應(yīng)綜合考慮安全、經(jīng)濟(jì)等因素。近年來低合金鋼生產(chǎn)發(fā)展迅速，如16Mn鋼、15MnTi鋼等。這些低合金鋼的生產(chǎn)工藝和成本與普通鋼相近，但強(qiáng)度高、韌性好。南京長江大橋廣泛采用了16Mn鋼，與低碳鋼相比節(jié)約了15%的鋼材。鑄鐵抗拉強(qiáng)度較低，但價(jià)格低廉。鑄鐵經(jīng)球化處理成為球墨鑄鐵后，提高了強(qiáng)度極限和塑性性能。不少工廠用球墨鑄鐵代替鋼材制造曲軸和齒輪，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。四、提高材料的力學(xué)性能Date25MechanicsofMaterials彎起鋼筋布置主應(yīng)力跡線五、其他方法Date26MechanicsofMaterials預(yù)應(yīng)力鋼筋以上的措施僅僅考慮提高梁的強(qiáng)度方面，事實(shí)上，梁的合理使用應(yīng)綜合考慮強(qiáng)度與剛度、穩(wěn)定性等問題。Date27MechanicsofMaterials枕木——增加支承；工字鋼——合理的截面形狀；優(yōu)質(zhì)鋼材——提高材料的力學(xué)性能；六、一個(gè)例子Date28MechanicsofMaterials本章小結(jié)一、基本概念1、純彎曲與橫力彎曲2、中性層與中性軸3、Iz與Wz、Sz*4、梁的合理截面5、等強(qiáng)度梁的概念二、基本公式2.Date29MechanicsofMaterials3、Iz與Wz1）矩形截面2）圓形截面-----實(shí)心圓截面-----空心圓截面Date30MechanicsofMaterials4、平行移軸定理5、彎曲的強(qiáng)度條件：三、應(yīng)用正應(yīng)力公式時(shí)需注意的幾點(diǎn)1、公式適用范圍1）平面彎曲2）平面假設(shè)成立2、中性軸的位置3、正應(yīng)力的分布形式3）材料拉壓彈性模量一樣M中性軸xyzMDate31Mechanics