工程力学 教学课件 作者 蔡广新 主编 第八章 梁的弯曲强度.ppt
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尚辅网 尚辅网 第八章 梁的弯曲强度 第八章 梁的弯曲强度 4.中性层与中性轴 二、物理关系: * 尚辅网 下一页 尚辅网 第一节 纯弯曲梁横截面上的正应力 第二节 惯性距 第三节 弯曲正应力强度条件及其应用 第四节 拉(压)与弯曲组合变形的强度计算 第五节 弯曲切应力简介 第六节 提高梁弯曲强度的措施 下一页 上一页 尚辅网 纯弯曲:某段梁的内力只有弯矩没有剪力时,该段梁的变形称为纯弯曲。如CD段。 横力弯曲(剪切弯曲):梁上既有弯矩又有剪力。 a a F F A B C D + - F Q F x x M + Fa 下一页 上一页 第一节 纯弯曲梁横截面上的正应力 尚辅网 1.弯曲实验: ①梁的横截面变形后仍为平面,只是发生了转动。 ②梁由无数层纵向纤维组成,各层纤维无挤压作用,每条纤维只受拉伸或压缩。 3.假设: 2.变形现象分析: 横线仍保持直线,纵线变成曲线,变形后仍正交。 下一页 上一页 尚辅网 5.变形几何关系 ①中性层:梁内一层既部伸长也不缩短的纤维。 ②中性轴:中性层与横截面的交线。 即: l y = e ………(a) q q q e d d d y ab ab l l l - + = - = ) ( ab 下一页 上一页 尚辅网 三、静力学关系 ……… r e s y E E = = (b) 0 0 0 = = = = = ∫ ∫ z z A A S S E ydA E dA N r r s 所以中性轴(z轴)通过形心。 下一页 上一页 尚辅网 M EI dA y E dA y M Z A A z = = = = ∫ ∫ r r s 2 Z EI M = r 1 …… (c) 0 ≡ = = ∫ ∫ A A y yzdA E dA z M r s (对称) Z I -----截面对Iz轴的惯性矩 Z EI -----弯曲刚度 max y I W z Z = -----弯曲截面系数 z I My = s z z W M I My = = max max s , 下一页 上一页 尚辅网 一、简单平面图形的惯性矩及弯曲截面系数 1. 矩形截面 下一页 上一页 第二节 惯性矩 同理 12 3 hb I y = 12 3 2 2 2 2 bh bdy y dA y I h h A z = = = ∫ ∫ - 尚辅网 2. 圆截面 y z A A I I dA z dA y + = + = ∫ ∫ 2 2 ∫ ∫ + = = A A p dA z y dA I ) ( 2 2 2 r 64 2 4 D I I I p y z p = = = \ 3. 空心圆截面 ) 1 ( 32 ) 1 ( 64 2 4 3 4 4 a p a p - = = - = = = D W W D I I I y z p y z D d = a 下一页 上一页 尚辅网 1. 组合公式 ∑ = = n i zi z I I 1 2. 平行移轴公式 dA a y dA y I A A c z 2 2 ) ( ∫ ∫ + = = ∫ ∫ ∫ + + = A A c A c dA a dA y a A d y 2 2 2 A a I I zc z 2 + = \ 同理 A b I I yc y 2 + = ∫ = = A c zc dA y S 0 A dA A ∫ = dA y I A c zc ∫ = 2 , , 下一页 上一页 尚辅网 例1 已知 b, h ,求 y I z I , 解:① 求 y I ) ( ) ( ) ( Ⅲ Ⅱ Ⅰ y y y y I I I I + + = 64 3 12 ) 2 ( 2 12 4 2 3 3 3 hb b h b h = + = ②求 z I 方法一: 64 5 12 ) 2 ( 4 2 12 ) ( 2 ) ( 3 3 3 2 1 bh h b bh A I A I I z z z = - = - = ) 2 4 , ( 2 1 h b A h b A × = × = 下一页 上一页 方法二: 64 5 12 ) 2 ( 2 ) 8 4 ( 4 12 ) 4 ( 2 3 3 2 3 2 bh h b h h h b h b I = + ú ú ú ? ù ê ê ê ? é + ′ + = 尚辅网 1. 截面形状与中性轴对称,且材料的抗拉强度和抗压强度 相同,梁的弯曲正应力强度条件为: [ ] s s = z W M max max 2. 材料的抗拉强度和抗压强度不等的脆性材料,其截面形状采用与中性轴不对称的形状。梁的弯曲正应力强度条件为:
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