开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
开口薄壁梁弯曲刚度计算
开口薄壁梁弯曲刚度计算
（原创实用版）
目录
1.引言
2.开口薄壁梁的概述
3.弯曲刚度计算方法
4.结论
正文
【引言】
在建筑结构设计中，梁是常见的承重构件，其弯曲刚度直接影响到结构的稳定性和承载能力。
开口薄壁梁作为一种特殊的梁结构，在实际工程应用中具有广泛的应用前景。
本文主要讨论开口薄壁梁的弯曲刚度计算方法。
【开口薄壁梁的概述】
开口薄壁梁是指梁的横截面呈开口状，壁厚较薄的梁。
与普通梁相比，开口薄壁梁具有更高的抗弯强度和抗扭强度，因此可以减轻结构自重，节省材料，降低成本。
但是，由于开口薄壁梁的特殊结构，其弯曲刚度计算方法与普通梁有所不同。
【弯曲刚度计算方法】
在实际工程应用中，开口薄壁梁的弯曲刚度计算通常采用以下方法：
1.考虑壁厚影响的弯曲刚度计算方法：这种方法认为，随着壁厚的减小，弯曲刚度会降低。
因此，在计算开口薄壁梁的弯曲刚度时，需要考虑壁厚的影响。
2.考虑剪切应力影响的弯曲刚度计算方法：这种方法认为，在弯曲过
程中，开口薄壁梁的剪切应力对弯曲刚度产生影响。
因此，需要通过引入剪切应力系数来修正弯曲刚度。
3.考虑弯曲和扭转耦合影响的弯曲刚度计算方法：这种方法认为，在开口薄壁梁的弯曲过程中，扭转会对弯曲刚度产生影响。
因此，需要采用耦合分析的方法，同时考虑弯曲和扭转的影响。
【结论】
开口薄壁梁在实际工程应用中具有重要的意义，其弯曲刚度计算方法对结构设计具有指导作用。
材料力学习题
材料⼒学习题材料⼒学习题训练22-1.求图⽰阶梯状直杆横截⾯1-1﹑2-2和3-3上的轴⼒，并作轴⼒图。
如横截⾯⾯积，，，求各横截⾯上的应⼒。
2-5.图⽰结构中，已知杆之横截⾯为的矩形，当杆横截⾯上的最⼤正应⼒为时，求此时的值。
2-6.直杆在两侧⾯受有沿轴线⽅向均匀分布的载荷（仅在段），其集度为；在端受集中⼒作⽤，。
已知杆横截⾯⾯积，，材料的弹性模量。
求：1、画出轴⼒图； 2、两截⾯的铅垂位3、过两点与轴线夹⾓斜截⾯上的螺杆所⽤材料的屈服点MPa，规定的安全系数n=1.5。
（1）试按强度要求选择⽴柱的直径D；（2）若螺杆的内径d=40mm试校核其强度。
3-1 夹剪如图所⽰。
销⼦C的直径d=5mm。
当加⼒P=0.2kN，剪直径与销⼦直径相同的铜丝时，求铜丝与销⼦横截⾯的平均剪应⼒。
已知a=30mm，b=150mm。
3-2 结构受⼒如图所⽰，若已知⽊材的许⽤切应⼒，试校核⽊接头剪切强度是否安全。
3-3 ⽊梁由柱⽀撑如图所⽰，今测得柱中的轴向压⼒为，若已知⽊梁所能承受的许⽤挤压应⼒。
确定柱与⽊梁之间垫板的尺⼨。
3-4 ⽊构件和由两⽚层合板⽤胶粘接在⼀起，承受轴向载荷作⽤，3-5 ⽔轮发电机组的卡环尺⼨如图所⽰。
已知轴向荷载P=1450kN，卡环材料的许⽤剪应⼒=80MPa，许⽤挤压应⼒=150MPa。
试对卡环进⾏强度校核。
3-6 拉⼒P=80kN的螺栓连接如图所⽰。
已知b=80mm，t=10mm，d=22mm，螺栓的许⽤剪应⼒=130MPa，钢板的许⽤挤压应⼒=300MPa，许⽤拉应⼒ =170MPa。
试校核该接头的强度。
3-7 ⼀托架如图所⽰。
已知外⼒P=35kN，铆钉的直径d=20mm，铆钉都受单剪。
求最危险的铆钉横截⾯上剪应⼒的数值及⽅向。
3-8 销钉式安全离合器如图所⽰，允许传递的外⼒偶矩m=30kN·cm，销钉材料的剪切强度极限=360MPa，轴的直径3-9 图⽰为测定剪切强度极限的试验装置。
开口薄壁杆件抗扭的设计探讨
开口薄壁杆件抗扭的设计探讨作者：曹辉来源：《硅谷》2014年第03期摘要文章对钢梁扭转的受力特点进行分析，总结开口薄壁杆件抗扭概念设计的相关方法，并给出了同时受到弯、剪、扭三种作用力的钢梁强度计算方法，可供设计人员以及施工人员参考。
关键词钢梁抗扭强度计算；抗扭概念设计中图分类号：TU323 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0035-01在钢结构设计中常采用一些薄壁截面的杆件。
若薄壁截面的壁厚中线是一条不封闭的折线或曲线，则称为开口薄壁截面，如设计中常用的工字钢，H型钢，槽钢，T型钢等。
开口薄壁杆件的抗扭要远远小于其抗弯，抗剪承载力。
在实际工程中，总会有一些开口薄壁杆件在弯、剪、扭组合作用下工作。
因此，受扭的开口薄壁杆件的截面尺寸通常取决于抗扭承载力。
1 开口薄壁杆件抗扭概念设计的方法1.1 调整结构布置，改变扭矩的传力途径在钢结构工程中，沿开口薄壁杆件的平面外常常作用弯矩，因而在开口构件截面上将产生扭矩。
如图1所示为钢框架结构梁的平面布置简图，L-1为H型钢梁，其两端与柱刚接（图中用△表示）。
把悬挑梁L-3设置在C点处，由于集中力P对L-3端处的作用，L-1的C点则作用有竖向集中力和弯矩M=Pxe，此时在弯矩M作用下，L-1的横截面上会产生扭矩，即AC段扭矩T1=Mb/L，BC段扭矩T2=Ma/L。
图1 图2假设在L-1的内侧的C点处加设一根开口薄壁构件L-2。
L-2与L-1同样也是刚接，这样使L-2，L-3形成一根单跨外伸梁。
这样由L-2在C点产生的扭矩，可以由L-3的端支座平衡，那么L-1将不再承受扭矩。
在实际工程中，还会遇到在开口薄壁构件上方作用水平力。
如上图，在L-1的顶面作用一水平力P。
对于横截面对称的钢梁来说，在C点作用一弯矩M=Pxh，从而梁L-1在C点承受一扭矩T。
假设将梁L-1旋转90度水平布置，这样在L-1的C点弯矩就由平面外的受力变成了平面内受力（即以跨中集中弯矩的形式传给梁L-1），从而避免钢梁L-1受扭。
开口薄壁梁弯曲刚度计算
开口薄壁梁弯曲刚度计算（原创版）目录1.引言2.开口薄壁梁的概念和特点3.弯曲刚度计算方法4.影响因素分析5.结论正文【引言】在建筑结构设计中，梁是承担结构荷载的重要构件，其中开口薄壁梁由于其结构特点，在实际应用中具有广泛的应用前景。
为了保证开口薄壁梁在受力过程中具有足够的稳定性和安全性，对其弯曲刚度进行精确计算至关重要。
本文将探讨开口薄壁梁弯曲刚度计算方法以及影响因素，以期为实际工程应用提供参考。
【开口薄壁梁的概念和特点】开口薄壁梁是指梁的截面呈开口状，且壁厚较薄的梁。
其主要特点如下：1.结构轻巧：由于薄壁梁的壁厚较薄，因此其质量较轻，有利于减轻结构整体重量。
2.抗弯能力强：薄壁梁的截面形状有利于提高其抗弯能力，使得梁在受力过程中能够更好地承受荷载。
3.节省材料：薄壁梁的结构特点使得其在保证强度的同时，能够有效地节省材料。
【弯曲刚度计算方法】在实际工程中，开口薄壁梁的弯曲刚度通常采用以下方法进行计算：1.欧拉法：欧拉法是一种求解梁弯曲刚度的数值方法，其基本思想是将梁的弯曲问题分解为多个小问题，然后逐个求解。
2.矩阵法：矩阵法是另一种求解梁弯曲刚度的数值方法，其基本思想是将梁的弯曲问题转化为线性代数问题，然后利用矩阵运算求解。
3.有限元法：有限元法是一种广泛应用于固体力学问题的数值方法，其基本思想是将固体划分为多个小单元，然后对每个单元进行求解，最后将各单元的结果合成得到总体结果。
【影响因素分析】开口薄壁梁的弯曲刚度受以下因素影响：1.材料性能：梁的材料性能直接影响其弯曲刚度，如弹性模量、泊松比等。
2.梁截面形状：不同的梁截面形状对弯曲刚度具有不同的影响，如矩形、圆形、椭圆形等。
3.梁的几何尺寸：梁的几何尺寸，如梁高、梁长、壁厚等，也会对弯曲刚度产生影响。
4.荷载条件：梁所承受的荷载类型和大小对弯曲刚度也有影响。
【结论】开口薄壁梁在实际工程中具有广泛的应用前景，对其弯曲刚度进行精确计算是保证结构安全和稳定性的关键。
薄壁杆件力学
薄壁杆件力学一、引言薄壁杆件力学是结构力学的一个重要分支，主要研究薄壁杆件的受力和变形规律。
薄壁杆件广泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域，因此对其力学性能的研究具有重要意义。
二、薄壁杆件的基本概念1. 薄壁杆件的定义薄壁杆件是指截面尺寸相对较小，且轴向载荷较大的结构元件。
在实际工程中常见的薄壁杆件有圆管、方管、角钢等。
2. 薄壁杆件的特点（1）强度高：由于其截面尺寸相对较小，因此强度相对较高。
（2）重量轻：由于其截面尺寸相对较小，因此重量相对较轻。
（3）易于加工：由于其截面尺寸相对较小，因此易于加工成各种形状。
三、薄壁杆件受力分析1. 轴向载荷作用下的受力分析当薄壁杆件受到轴向载荷作用时，其受力分析可以采用杆件理论进行计算。
根据杆件理论，薄壁杆件的应力为：σ= F/A其中，σ为应力，F为轴向载荷，A为截面积。
2. 弯曲载荷作用下的受力分析当薄壁杆件受到弯曲载荷作用时，其受力分析可以采用梁理论进行计算。
根据梁理论，薄壁杆件的弯矩为：M= EI/ρ其中，M为弯矩，E为弹性模量，I为截面惯性矩，ρ为曲率半径。
3. 剪切载荷作用下的受力分析当薄壁杆件受到剪切载荷作用时，其受力分析可以采用剪切变形理论进行计算。
根据剪切变形理论，薄壁杆件的剪应力为：τ= F/As其中，τ为剪应力，F为剪切载荷，As为截面面积。
四、薄壁杆件的变形规律1. 轴向变形规律当薄壁杆件受到轴向载荷作用时，其轴向变形规律可以采用杆件理论进行计算。
根据杆件理论，薄壁杆件的轴向变形为：δ= FL/EA其中，δ为轴向变形，F为轴向载荷，L为杆件长度，E为弹性模量，A为截面积。
2. 弯曲变形规律当薄壁杆件受到弯曲载荷作用时，其弯曲变形规律可以采用梁理论进行计算。
根据梁理论，薄壁杆件的弯曲变形为：δ= M L/ EI其中，δ为弯曲变形，M为弯矩，L为跨度长度，E为弹性模量，I为截面惯性矩。
3. 剪切变形规律当薄壁杆件受到剪切载荷作用时，其剪切变形规律可以采用剪切变形理论进行计算。
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度摘要：一、开口和闭口薄壁杆件的定义与特点二、开口和闭口薄壁杆件的强度分析1.强度计算方法2.影响强度的因素三、开口和闭口薄壁杆件的刚度分析1.刚度计算方法2.影响刚度的因素四、开口和闭口薄壁杆件的应用领域五、总结正文：一、开口和闭口薄壁杆件的定义与特点薄壁杆件是指壁厚较薄的构件，广泛应用于建筑、机械、航空航天等领域。
根据端口的开放程度，薄壁杆件可分为开口薄壁杆件和闭口薄壁杆件。
开口薄壁杆件指一端开口，另一端固定的杆件；闭口薄壁杆件则指两端均固定的杆件。
这两种类型的杆件具有轻质、高强度、刚度可调等特点。
二、开口和闭口薄壁杆件的强度分析1.强度计算方法薄壁杆件的强度计算主要采用截面强度理论，包括剪切强度、弯曲强度、扭转强度等。
其中，剪切强度计算公式为τ= V*τ_y/I_y，弯曲强度计算公式为M_b = F*y_b/I_y，扭转强度计算公式为τ_t= G*τ_y/I_y。
2.影响强度的因素影响薄壁杆件强度的因素包括材料性能、截面几何形状、边界条件等。
材料性能主要包括材料的弹性模量、泊松比等；截面几何形状包括截面惯性矩、极惯性矩等；边界条件则包括固定端和自由端等。
三、开口和闭口薄壁杆件的刚度分析1.刚度计算方法薄壁杆件的刚度计算主要采用截面刚度理论，包括剪切刚度、弯曲刚度、扭转刚度等。
其中，剪切刚度计算公式为K_t = G*I_y/a，弯曲刚度计算公式为K_b = G*I_y/y_b，扭转刚度计算公式为K_t = G*I_y/a。
2.影响刚度的因素影响薄壁杆件刚度的因素包括材料性能、截面几何形状、边界条件等。
材料性能主要包括材料的弹性模量、泊松比等；截面几何形状包括截面惯性矩、极惯性矩等；边界条件则包括固定端和自由端等。
四、开口和闭口薄壁杆件的应用领域开口和闭口薄壁杆件广泛应用于各种工程结构中，如建筑中的梁、桁架等；机械中的轴、齿轮等；航空航天中的翼梁、框等。
这些应用场景中，薄壁杆件的轻质、高强度、刚度可调等特点得到了充分发挥。
材料力学客观性习题及答案
绪论部分1-1.构件的强度、刚度和稳定性（）。
（A）只与材料的力学性质有关；（B）只与构件的形状尺寸关（C）与二者都有关；（D）与二者都无关。
1-2.各向同项假设认为，材料内部各点的（）是相同的。
（A）力学性质；（B）外力；（C）变形；（D）位移。
1-3. 根据小变形条件,可以认为（）。
（A）构件不变形；（B）构件不变形；（C）构件仅发生弹性变形；（D）构件的变形远小于其原始尺寸。
1-4.在下列三种力（1、支反力；2、自重；3、惯性力）中，（）属于外力。
（A）1和2；（B）3和2；（C）1和3；（D）全部。
1-5. 在下列说法中，（）是正确的。
A内力随外力的增大而增大；（B）内力与外力无关；（C）内力的单位是N或KN；（D）内力沿杆轴是不变的。
1-6. 一等截面直拉杆如图所示。
在P力作用下，（）。
A横截面a上的轴力最大；B曲截面b上的轴力最大；C斜截面c上的轴力最大； a bD三个截面上的轴力一样大。
1-7. 用截面法求一水平杆某截面的内力时,是对( )建立平衡方程求解的。
(A) 该截面左段; (B) 该截面右段;(C) 该截面左段或右段; (D) 整个杆。
1-8. 在杠杆的某截面上，各点的正应力（）。
A大小一定相等，方向一定平行；(B) 大小不一定相等，但方向一定平行；(C) 大小不一定相等，方向也不一定平行；(D) 大小一定相等，但方向不一定平行。
1-9.在一截面的任意点处，若正应力ζ与剪应力η均不为零，则正应力ζ与剪应力η的夹角为（）。
(A)α＝900；（B）α＝450；（C）α＝00；（D）α为任意角。
1-10. 在下列说法中，（）是错误的。
（A）应变分线应变和角应变两种；（B）应变是变形的度量；（C）应变是位移的度量；（D）应变是无量纲物理量；1-11. 在下列结论中，（）是错误的。
A若物体产生位移，则必定同时产生变形；B若物体各点均无位移，则必定无变形；C若物体产生变形，则物体内总有一些点要产生位移；D位移的大小取决于物体的变形和约束状态。
开口与闭口薄壁杆件的抗弯刚度和抗扭刚度实验研究
开口与闭口薄壁杆件的抗弯刚度和抗扭刚
度实验研究
应变测量试验数据
试验特征：***** 应变片灵敏系数 = 2 记录编号：*****
力学总序
无论是设计师还是建造师，都需要完善的力学知识，否是工程师这条路就会寸步难行。
一定要按规范办事，否则出了问题是要坐牢的！
干一行爱一行，做最卓越的工程师。
有热爱，生命才不悲哀。
实验器材观览
刘东平老师认真细致讲演着实把我们带进了那个工程师的世界，让我对成为卓越工程师的意愿更加明确而强烈。
谢谢老师那期许的目光，让我觉得我可以变得更有才华。
谢谢你，刘东平老师。
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开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
【原创版】
目录
1.薄壁杆件的概述
2.薄壁杆件的强度和刚度定义
3.开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度分析
4.影响开口和闭口薄壁杆件强度和刚度的因素
5.结论
正文
一、薄壁杆件的概述
薄壁杆件是一种常见的工程结构形式，广泛应用于建筑、机械等领域。
与传统的实壁杆件相比，薄壁杆件具有质量轻、结构简单、节省材料等优点，因此在工程中具有很高的实用价值。
然而，由于薄壁杆件的壁厚较薄，其在受力过程中容易发生塑性变形，因此研究其强度和刚度具有重要意义。
二、薄壁杆件的强度和刚度定义
薄壁杆件的强度指的是杆件在受力过程中能承受的最大应力，而刚度则是指杆件在受力过程中产生的应变与所受外力之比。
在实际应用中，为了确保薄壁杆件的安全性和稳定性，需要对其强度和刚度进行合理的分析和计算。
三、开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度分析
1.开口薄壁杆件
开口薄壁杆件是指在杆件的端部存在开口的薄壁杆件。
由于开口的存在，开口薄壁杆件在受力过程中容易发生弯曲和扭转，因此其强度和刚度相对较低。
2.闭口薄壁杆件
闭口薄壁杆件是指在杆件的端部不存在开口的薄壁杆件。
与开口薄壁杆件相比，闭口薄壁杆件在受力过程中不容易发生弯曲和扭转，因此其强度和刚度相对较高。
四、影响开口和闭口薄壁杆件强度和刚度的因素
影响开口和闭口薄壁杆件强度和刚度的主要因素包括材料性能、几何尺寸、受力状态等。
为了提高薄壁杆件的强度和刚度，需要合理选择材料、优化几何尺寸和受力状态。
五、结论
总之，开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度是工程中一个重要的研究课题。
通过合理的分析和计算，可以有效地提高薄壁杆件的强度和刚度，从而保证工程的安全性和稳定性。