5 弯曲应力.ppt
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第五章
弯曲应力
目录
第五章 弯曲应力
§5-2 纯弯曲时的正应力
§5-3 横力弯曲时的正应力
§5-4 弯曲切应力
§5-6 提高弯曲强度的措施
目录
§5-1 纯弯曲
回顾与比较
内力
应力
目录
§5-1 纯弯曲
纯弯曲
梁段CD上,只有弯矩,没有剪力--纯弯曲
梁段AC和BD上,既有弯矩,又有剪力--横力弯曲
§5-1 纯弯曲
目录
§5-2 纯弯曲时的正应力
一、变形几何关系
平面假设:
横截面变形后保持为平面,且仍然垂直于变形后的梁轴线,只是绕截面内某一轴线偏转了一个角度。
凹入一侧纤维缩短
突出一侧纤维伸长
中间一层纤维长度不变--中性层
中间层与横截面的交线--中性轴
§5-2 纯弯曲时的正应力
目录
设想梁是由无数
层纵向纤维组成
胡克定理
§5-2 纯弯曲时的正应力
目录
建立坐标
二、物理关系
(a)
(b)
三、静力学关系
§5-2 纯弯曲时的正应力
目录
(c)
FN、My、Mz
正应力公式
变形几何关系
物理关系
静力学关系
§5-2 纯弯曲时的正应力
目录
正应力分布
§5-2 纯弯曲时的正应力
目录
与中性轴距离相等的点, 正应力相等;
正应力大小与其到中性轴距离成正比;
中性轴上,正应力等于零
常见截面的 IZ 和 WZ
圆截面
矩形截面
空心圆截面
空心矩形截面
§5-2 纯弯曲时的正应力
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
目录
弹性力学精确分析表明,当跨度 l 与横截面高度 h 之比 l / h 5 (细长梁)时,纯弯曲正应力公式对于横力弯曲近似成立。
横力弯曲
横力弯曲正应力公式
横力弯曲最大正应力
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
细长梁的纯弯曲或横力弯曲
横截面惯性积 IYZ =0
弹性变形阶段
公式适用范围
弯曲正应力强度条件
1.等截面梁弯矩最大的截面上
2.离中性轴最远处
4.脆性材料抗拉和抗压性能不同,两方面都要考虑
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
1.C 截面上K点正应力
2.C 截面上最大正应力
3.全梁上最大正应力
4.已知E=200GPa,
C 截面的曲率半径ρ
1. 求支反力
(压应力)
解:
例题5-1
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
2.C 截面最大正应力
C 截面弯矩
C 截面惯性矩
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
3. 全梁最大正应力
最大弯矩
截面惯性矩
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
4. C 截面曲率半径ρ
C 截面弯矩
C 截面惯性矩
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
例题5-2
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
(3)B截面,C截面需校核
(4)强度校核
(5)结论 轴满足强度要求
(1)计算简图
(2)绘弯矩图
解:
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
分析
(1)确定危险截面
例题5-3
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
(4)选择工字钢型号
(5)讨论
(1)计算简图
(2)绘弯矩图
解:
36c工字钢
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
作弯矩图,寻找需要校核的截面
分析:
非对称截面,要寻找中性轴位置
T型截面铸铁梁,截面尺寸如图示。
试校核梁的强度。
例题5-4
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
(2)求截面对中性轴z的惯性矩
(1)求截面形心
解:
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
(4)B截面校核
(3)作弯矩图
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
(5)C截面要不要校核?
(4)B截面校核
(3)作弯矩图
目录
§5-3 横力弯曲时的正应力
梁满足强度要求
§5-4 弯曲切应力
目录
分几种截面形状讨论弯曲切应力
一、矩形截面梁
2、切应力沿截面宽度均匀分布
关于切应力的分布作两点假设:
§5-4 弯曲切应力
目录
讨论部分梁的平衡
§5-4 弯曲切应力
§5-4 弯曲切应力
目录
横力弯曲截面发生翘曲
切应变
§5-4 弯曲切应力
§5-4 弯曲切应力
二、圆形截面梁
§5-4 弯曲切应力
目录
三、工字型截面梁
实心截面梁正应力与切应力比较
对于直径为 d 的圆截面
§5-4 弯曲切应力
目录
(l 为梁的跨度)
实心截面梁正应力与切应力比较
对于宽为b、高为h的矩形截面
§5-4 弯曲切应力
目录
(l 为梁的跨度)
梁的跨度较短(l / h 5);
在支座附近作用较大载荷(载荷靠近支座);
铆接或焊接的工字形或箱形等截面梁(腹板、焊缝、
胶合面或铆钉等)
§5-4 弯曲切应力
有些情况必须考虑弯曲切应力
悬臂梁由三块木板粘接而成。跨度为1m。胶合面的许可切应力为0.34MPa,木材的〔σ〕= 10 MPa,[τ]=1MPa,求许可载荷。
1.画梁的剪力图和弯矩图
2.按正应力强度条件计算许可载荷
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