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XYZ《工程力學(xué)》《純彎曲梁橫截面上的正應(yīng)力》1PART純彎曲的概念純彎曲的概念QxMx++-aappABCD橫力彎曲(剪切彎曲):受彎曲梁的截面上既有彎矩又有剪力(AC、DB
段)純彎曲梁:受彎曲梁的橫截面上只有彎矩而沒(méi)有剪力(CD
段)2PART梁橫截面上正應(yīng)力的分布梁橫截面上正應(yīng)力的分布1122abcdmm12d12abc變形分析:橫向線仍為直線且仍與縱向線垂直,但發(fā)生了相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)縱向線變成了曲線,靠近凹邊的線段縮短(a'a'),凸邊的線段伸長(zhǎng)由于各橫截面發(fā)生旋轉(zhuǎn)梁中各層纖維受到軸向拉伸或壓縮凸邊受拉,凹邊受壓梁橫截面上正應(yīng)力的分布變形分析:變形后橫截面仍為平面,但仍與變形后的縱向線正交,產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)縱向纖維僅產(chǎn)生軸向拉伸或壓縮變形,無(wú)垂直于纖維方向擠壓(即梁縱向截面上無(wú)正應(yīng)力)梁橫截面上正應(yīng)力的分布結(jié)論:橫截面上無(wú)剪力橫截面上既有拉應(yīng)力又有壓應(yīng)力,彎曲變形時(shí),梁的一部分縱向纖維伸長(zhǎng),另一部分縮短,從縮短到伸長(zhǎng),變化是逐漸而連續(xù)的(即梁縱向截面上無(wú)正應(yīng)力)梁橫截面上正應(yīng)力的分布基本概念:中性層:由縮短區(qū)過(guò)渡到伸長(zhǎng)區(qū),必存在一層既不伸長(zhǎng)也不縮短的纖維,稱為中性層,它是梁上縮短區(qū)與伸長(zhǎng)區(qū)的分界面中性軸:中性層與橫截面的交線梁橫截面上正應(yīng)力的分布橫裁面上正應(yīng)力的分布規(guī)律:沿截面寬度方向(離中性軸距離
y
相同的各點(diǎn))正應(yīng)力相同沿截面高度方向按直線規(guī)律變化,中性軸上各點(diǎn)正應(yīng)力為零,離中性軸最遠(yuǎn)的點(diǎn)正應(yīng)力最大,即正應(yīng)力正比于
y3PART正應(yīng)力計(jì)算正應(yīng)力計(jì)算純彎曲時(shí)梁橫截面任意點(diǎn)的正應(yīng)力計(jì)算:σ—橫截面上離中性軸距離為
y
各點(diǎn)的正應(yīng)力M
—該截面上的彎矩IZ
—該截面對(duì)中性軸
z
的慣性矩M
與
y
可代入絕對(duì)值,點(diǎn)
σ
是拉應(yīng)力還是壓應(yīng)力可直接按梁彎矩方向判斷公式應(yīng)用4PART最大彎曲正應(yīng)力、抗彎截面模量最大彎曲正應(yīng)力、抗彎截面模量最大彎曲正應(yīng)力:正應(yīng)力在離中性軸最遠(yuǎn)的上下邊緣部分分別達(dá)到壓應(yīng)力和拉應(yīng)力的最大值產(chǎn)生最大應(yīng)力的截面和點(diǎn),分別稱為危險(xiǎn)截面和危險(xiǎn)點(diǎn)彎曲時(shí)橫截面上距離中性軸最遠(yuǎn)的邊緣各點(diǎn)y
=
ymax正應(yīng)力最大
WZ
—橫截面的抗彎截面模量最大彎曲正應(yīng)力、抗彎截面模量最大彎曲正應(yīng)力:當(dāng)橫截面形狀對(duì)稱于中性軸時(shí)(如矩形、圓形、工字鋼等截面),受拉和受壓邊緣離中性軸
z
距離相等,則:橫截面上最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力的絕對(duì)值相同最大彎曲正應(yīng)力、抗彎截面模量最大彎曲正應(yīng)力:如果梁橫截面只有一根對(duì)稱軸,且加載方向與對(duì)稱軸一致,則中性軸過(guò)截面形心并垂直于對(duì)稱軸橫截面上最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力絕對(duì)值不相等最大彎曲正應(yīng)力、抗彎截面模量慣性矩和抗彎截面系數(shù):矩形截面對(duì)于寬為
b、高為
h
的矩形截面:圓形截面對(duì)直徑為
D
的圓形截面:計(jì)算例題已知簡(jiǎn)支梁受均布荷載作用,q
=
3.5kN/m,截面矩形,b×h=120mm×180mm,跨度
l=3m試計(jì)算跨中橫截面上
A、B、C
三點(diǎn)處的正應(yīng)力例
題計(jì)算例題解:作梁的剪力圖和彎矩圖跨中截面上:梁的跨中截面處于純
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