弯曲应力正应力
67页1、材料力学,交通与车辆工程学院 李丽君,伽利略 Galilei (1564-1642),此结论是否正确?,回顾与比较,内力,应力公式及分布规律,均匀分布,线形分布,5-2 纯弯曲时的正应力,5-3 横力弯曲时的正应力 强度条件,5-4 弯曲切应力,5-6 提高梁强度的措施,5-1 纯弯曲,纯弯曲,梁段CD,梁段AC和BD,5-1 纯弯曲,纯弯曲,横力弯曲,纯弯曲实例,5-2 纯弯曲时的正应力,变形几何关系,物理关系,静力学关系,纯弯曲的内力,剪力Fs=0,横截面上没有切应力,只有正应力,弯曲正应力的 分布规律和计算公式,变形几何关系,纵向线,由直线,曲线,横向线,由直线,直线,相对旋转一个角度后,,仍然与纵向弧线垂直。,纵向线的长度,两横截面的夹角,横截面绕某一轴线发生了偏转。,平面假设,变形前为平面的横截面变形后仍保持为平面;,纵向纤维之间没有相互挤压,,假设:,纵向纤维之间有无相互作用力,各纵向纤维只是发生了简单的轴向拉伸或压缩。,凹入一侧纤维缩短;,凸出一侧纤维伸长。,观察纵向纤维的变化,在正弯矩的作用下,,纤维长度不变,中性层,中性层,L0,L0,L=0,既不伸长也不缩短,中性轴
2、,中性轴上各点,=0,各横截面绕,中性轴发生偏转。,中性轴的位置,过截面形心,中性轴的特点:,平面弯曲时梁横截面上的中性轴,它与外力作用面垂直;,中性轴是与外力作用面相垂直的形心主轴。,一定是形心主轴;,观察建筑用的预制板的特征,并给出合理解释,为什么开孔?,为什么加钢筋?,施工中如何安放?,孔开在何处?,可以在任意位置随便开孔吗?,托架开孔合理吗?,理论分析,y的物理意义,纵向纤维到中性层的距离;,点到中性轴的距离。,两直线间的距离,公式推导,线应变的变化规律,与纤维到中性层的距离成正比。,从横截面上看:,点离开中性轴越远,,该点的线应变越大。,物理关系,虎克定律,弯曲正应力的分布规律,a、与点到中性轴的距离成正比;,c、正弯矩作用下,,上压下拉;,当P时,沿截面高度,线性分布;,b、沿截面宽度,均匀分布;,d、危险点的位置,,离开中性轴最远处.,弯曲正应力的分布规律,静力学关系,中性轴过截面形心,坐标轴是主轴,中性层的曲率计算公式,EIz,抗弯刚度,弯曲正应力计算公式,变形几何关系,物理关系,静力学关系,正应力公式,弯曲正应力计算公式,横截面上最大弯曲正应力,截面的抗弯截面系数;。
3、,反映了截面的几何形状、尺寸对强度的影响,最大弯曲正应力计算公式,适用条件,截面关于中性轴对称。,现代梁分析理论与伽利略结论对比,科学家与时代同步,伽利略时代钢铁没有出现,但他开辟了理论与实践计算构件的新途径。,是“实验力学”的奠基人,常见图形的惯性矩及抗弯截面系数,横力弯曲,5-3 横力弯曲时的正应力,横截面上内力,剪力+弯矩,横截面上的应力,既有正应力,,又有切应力,横力弯曲时的横截面,横截面,不再保持为平面,且由于切应力的存在,,也不能保证纵向纤维之间没有正应力,纯弯曲正应力公式,弹性力学精确分析表明:,横力弯曲最大正应力,横力弯曲正应力,对于跨度 L 与横截面高度 h 之比 L / h 5的细长梁,,用纯弯曲正应力公式计算横力弯曲正应力,,误差2%,满足工程中所需要的精度。,弯曲正应力公式适用范围,弯曲正应力公式,1 纯弯曲或细长梁的横力弯曲;,2 横截面惯性积 Iyz=0;,3 弹性变形阶段;,作弯矩图,寻找最大弯矩的截面,分析:,非对称截面,,例 T型截面铸铁梁,截面尺寸如图。,求最大拉应力、最大压应力。,计算最大拉应力、最大压应力,要寻找中性轴位置;,(2)计算应力:,(
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