应力与强度计算

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应力与强度计算范文

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应力与强度计算范文一、应力应力是物体单位面积上的内部力的大小,通常用σ表示,其定义为单位面积上的内部力F与该面积A的比值,即σ=F/A。

应力的单位是帕斯卡(Pa)。

应力的计算公式则根据物体受力的形式会有所不同,常见的应力类型包括以下几种:1.拉伸应力:当物体受到拉力时,在横截面上的应力称为拉伸应力。

其计算公式为σ=F/A,其中F为物体上的拉力,A为横截面的面积。

2.压缩应力:当物体受到压缩力时,在横截面上的应力称为压缩应力。

压缩应力的计算公式与拉伸应力相同,也是σ=F/A,只不过F为物体上的压缩力。

3.剪切应力:当物体受到切割力时,物体内部的各层之间呈现相对滑移的状态,而在横截面上的应力称为剪切应力。

其计算公式为τ=F/A,其中F为切割力,A为接触面积。

二、强度强度是物体材料的抵抗应力破坏的能力,通常用σ表示,其定义为物体的断裂强度σf与安全系数n的乘积,即σ=σf/n。

强度的单位也是帕斯卡(Pa)。

物体的强度取决于其材料的性质以及制造工艺。

物体的强度是在材料受到破坏之前所能承受的最大应力值。

当应力超过强度时,物体会发生破坏。

强度的计算公式可以通过不同的评估方法来确定,常见的评估方法有以下几种:1.极限强度:物体材料在拉伸或压缩过程中所能承受的最大应力值。

极限强度一般通过材料的断面积与断裂的最大载荷之比来计算。

2.屈服强度:物体材料在拉伸或压缩过程中开始发生塑性变形的临界点强度。

屈服强度一般通过材料的塑性变形曲线来评估。

3.破坏强度:物体材料在拉伸或压缩过程中发生破坏的最大承受力值。

破坏强度可以通过静态或动态实验来测试。

总结起来,应力是物体单位面积上的内部力大小,可以通过拉伸、压缩和剪切等形式计算。

而强度是物体材料的抵抗应力破坏的能力,取决于材料的性质和制造工艺。

两者之间的关系可以通过安全系数来链接。

《工程力学》第四章 杆件的应力与强度计算

《工程力学》第四章  杆件的应力与强度计算
3.内力的分布(The distribution of internal force)
正应力均匀分布 F
FN
4.应力的计算公式:
拉压杆横截面上各点处只产生正应力,且正应力在截面上均匀分布 。
F
FN
A
——轴向拉压杆横截面上正应力的计算公式。
FN
式中:
为横截面上的正应力; FN为横截面上的轴力; A为横截面面积。
解:作出砖柱的轴力图 AB段柱横截面上的正应力
BC段柱横截面上的正应力 最大工作应力为
二、轴向拉压杆斜截面上应力的计算
1.斜截面上应力确定
(1) 内力确定:
F
F
FNa= F
(2)应力确定:
F
①应力分布——均布 ②应力公式——
F
a
x
a
FNa
pa FNa
pa
FNa Aa
F A
F cosa cosa
b
问题:正应变是单位长度的线变形量?
三、应力与应变关系(胡克定律 )
一点的应力与该点的应变之间存在对应的关系。
1.单向受力试验表明:在正应力作用下,材料沿应
力作用方向发生正应变,若在弹性范围内加载,正
应力与正应变存在线性成正比:
E ——胡克定律
E 称为材料的弹性模量或杨氏模量。 钢的弹性模量: E 200 GPa 铜的弹性模量: E 120 GPa
直角的改变量。
切应变的特点:
1.切应变为无量纲量;
2.切应变单位为弧度(rad)。
K 3.单元体受力最基本、最简单的两种形式:
单向应力状态:单元体仅在一对互相平行的截面上承受正应力; 纯剪切应力状态:单元体仅承受切应力。
正应变与切应变:

应力应变强度计算公式

应力应变强度计算公式

应力应变强度计算公式
应力应变强度计算公式是材料力学中的一个重要公式,用于计算材料在受力时的强度和变形程度。

在工程设计和材料选择中,应力应变强度计算公式是必不可少的工具。

应力应变强度计算公式的基本形式为:σ = F/A,其中σ表示应力,F表示受力,A表示受力面积。

这个公式可以用来计算材料在受力时的强度,即材料能够承受的最大应力。

如果材料受到的应力超过了其强度,就会发生破坏。

除了计算应力,应力应变强度计算公式还可以用来计算应变。

应变是材料在受力时发生的变形程度,通常用ε表示。

应变的计算公式为:ε = ΔL/L,其中ΔL表示材料的长度变化,L表示材料的原始长度。

应变可以用来评估材料的变形程度,以及材料在受力时的变形能力。

应力应变强度计算公式还可以用来计算材料的弹性模量。

弹性模量是材料在受力时的刚度,通常用E表示。

弹性模量的计算公式为:
E = σ/ε,其中σ表示应力,ε表示应变。

弹性模量可以用来评估材料的刚度和变形能力,以及材料在受力时的变形程度。

应力应变强度计算公式是材料力学中的一个重要公式,用于计算材料在受力时的强度、变形程度和刚度。

在工程设计和材料选择中,应力应变强度计算公式是必不可少的工具。

梁的应力及强度计算

梁的应力及强度计算

梁的应力及强度计算梁是一种常见的结构元件,用于承受或分配荷载。

在设计和分析梁的过程中,计算梁的应力及强度是非常重要的。

本文将详细介绍梁的应力及强度计算方法。

首先,梁的应力定义为单位面积上的力,用公式表示为:σ=M*y/I其中,σ表示梁的应力,M表示梁的弯矩,y表示距离中性轴的垂直距离,I表示梁的截面惯性矩。

梁的应力通常包括弯曲应力、剪切应力和轴向应力。

弯曲应力是由于弯曲力引起的应力,计算公式为:σ_b=M*y/I其中,σ_b表示弯曲应力。

剪切应力是由于纵向剪力引起的应力,计算公式为:τ=V*Q/(b*t)其中,τ表示剪切应力,V表示纵向剪力,Q为形状系数,b为梁的宽度,t为梁的厚度。

轴向应力是由于轴向力引起的应力,计算公式为:σ_a=N/A其中,σ_a表示轴向应力,N表示轴向力,A表示梁的截面积。

梁的强度是指在给定的荷载下梁能够承受的最大应力。

在计算梁的强度时,通常需要将不同种类的应力进行合并。

弯曲强度是指梁在弯曲荷载下的抗弯矩能力。

根据材料的弯曲性能和形状,可以采用破坏理论或变形理论计算梁的弯曲强度。

剪切强度是指梁在剪切荷载下的抗剪切能力。

根据材料的剪切性能和梁的几何形状,可以计算出梁的剪切强度。

轴向强度是指梁在轴向荷载下的抗轴向力能力。

轴向强度的计算通常基于材料的抗拉性能。

在进行梁的应力及强度计算时,还需要考虑其他因素,如材料的弹性模量、断裂韧性和安全系数等。

总之,梁的应力及强度计算是结构设计和分析中必不可少的一部分。

通过合理的计算方法,可以确保梁在荷载下的正常工作和安全使用。

梁的应力和强度计算

梁的应力和强度计算

z dA dM z y dA
dM y
( Stresses in Beams) 将应力表达式代入(1)式,得
FN

A
E
y

dA 0
E

A
ydA 0
待解决问题:
中性轴的位置
中性层的曲率半径ρ
S z ydA 0 A
y M y zE dA 0 A
中性轴通过横截面形心
伽利略(G.Galiieo, 1564-1642)的研究中认为: 弯曲应力是均匀分布的 (《两门新科学的对话》1638 年出版 ) , 因而得不到正确的公式,大科学家有时 也弄错。
( Stresses in Beams)
C C
Z 中性轴
Z
y

C M M
y 拉
C
Z
Z 两部分。
?
( Stresses in Beams)
横截面的 对称轴
横截面
y σ Eε E ρ
M
中性层
中性轴
1、中性轴的位置(Location of the neutral axis) 2、中性层的曲率半径 (Curvature radius of the neutral surface)
?
中性轴
( Stresses in Beams)
强度条件(strength condition):
梁内的最大工作应力不超过材料的许用应力
1、数学表达式(mathematical formula)
max
M max [ ] W
2、强度条件的应用(application of strength condition)
M max (1) 强度校核 [ ] W M max (2)设计截面 W [ ] (3)确定许可核载 M max W [ ]

梁的应力和强度计算

梁的应力和强度计算

剪切应力的计算步骤和实例
实例 1. 一根简支梁,跨度为$L$,在跨中受到集中力$F$的作用。求该梁的剪切应力。
2. 一根连续梁,跨度为$L$,在中间支座受到集中力$F$的作用。求该梁的剪切应力。
05
梁的强度计算
强度计算的原理和方法
极限应力法
根据梁的极限应力进行计算,确保梁在承受最大 载荷时不会发生断裂或屈服。
实例
假设有一根简支梁,跨度为L,承受均布载荷q,截面面积为A。根据正应力的计算公式,可以得出正应力的大小 为σ=q*L/2A。如果已知梁的材料和截面尺寸,可以通过查找或试验得到材料的屈服强度或极限强度,并与计算 出的正应力进行比较,以判断梁的强度是否满足要求。
04
梁的剪切应力计算
剪切应力的定义和计算公式
建立梁的力学模型
根据梁的几何形状、材料属性和载荷条件, 建立相应的力学模型。
强度校核
将计算得到的最大应力与材料的许用应力进 行比较,判断是否满足强度要求。
强度计算的注意事项和限制条件
材料属性
了解所用材料的机械性能,如弹性模 量、泊松比、屈服强度等。
支承条件
考虑梁的实际支承条件,如固定、简 支或滑动支承,对计算结果的影响。
剪切应力
在梁的剪切区域,由于相邻截面发生相对错动而产生的应力。
计算公式
剪切应力的大小与作用在剪切面上的外力成正比,与剪切面的面积成反比。公式为:$tau = frac{F}{A}$, 其中$tau$为剪切应力,$F$为作用在剪切面上的外力,$A$为剪切面的面积。
剪切应力的分布和影响
分布
剪切应力在梁的剪切面上是均匀分布的,但在剪切区域之外,由于弯曲应力的存在,剪 切应力会发生变化。
梁的应力和强度计算

基本变形的应力与强度计算

基本变形的应力与强度计算
解:活塞杆两端受拉力,发生轴向拉伸变形,轴力可以由气体的压强求出,再利用N、[σ]就可以设计截面。
1.计算轴力 kN
2.设计截面 mm
根据 ,得出 mm
因此,取d mm
注意:在解题目过程中,应首先判断问题是要设计截面,然后设法去求轴力,轴力利用压强可以求出,问题得到解决。另外要注意物理量的单位换算,当轴力、长度用N和mm时,应力的对应单位是MPa.
等截面梁的强度计算,都是根据危险截面上的最大弯矩来确定截面尺寸,这时其他截面的弯矩都小于危险截面的最大弯矩,其材料未能得到充分的利用。为了使材料得到充分的利用,应在弯矩较大的截面采用较大的截面尺寸,弯矩较小的截面采用较小的截面尺寸,使得每个截面的最大正应力都同时得到材料的许用应力,这样的梁称为等强度梁。阶梯轴就是根据等强度梁的近似尺寸,因为完全的等强度梁加工非常困难,也不能满足结构设计的要求。
图12.4.7
解:材料的许用拉应力和许用压应力不等,应计算出最大的拉应力和最大的压应力分别校核强度。
1、梁的支座反力为:RA=0.6kN,RB=2.2kN。
画出梁的弯矩图。由弯矩图可知,
最大正弯矩在截面C处,MC=0.6kN·m;
最大负弯矩在截面B处,MB=-0.8kN·m
2、校核梁的强度
显然截面C和截面B都是危险截面,均要进行强度校核。
上式中,如果令 ,Wz称为抗弯截面系数,则:
抗弯截面系数是衡量截面抗弯能力的一个几何量, 越大, 越小,梁的承载能力越强,与力的大小无关,其单位为m 或mm 。一些常用截面的抗弯截面系数需要记住,下面给出矩形、圆形和圆环截面的计算方法和结果。而对工字钢角钢槽钢等的抗弯截面系数,可以查有关的手册。
矩形截面:(宽度b平行于中性轴z轴,高度h)

应力与强度计算范文

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应力与强度计算范文应力和强度是材料力学中常用的两个概念,它们是描述材料抗力特性的重要参数。

在工程领域中,应力和强度的计算十分重要,因为它们可以帮助工程师设计和选择合适的材料和结构以确保其安全可靠。

在本文中,我将详细介绍应力和强度的计算方法。

首先,我们来介绍应力的概念。

应力是指材料内部的力与力作用面积的比值。

根据力的方向和作用面的位置不同,可以分为正应力、剪应力和轴向应力等类型。

正应力是指垂直于力的作用方向的应力,剪应力是指平行于力的作用方向的应力,轴向应力是指平行于材料的形状的应力。

计算应力时,我们可以使用如下公式:σ=F/A其中,σ表示应力,F表示力,A表示受力面积。

这个公式适用于计算正应力,并且假设受力是均匀分布在受力面上的。

若受力情况不均匀,我们需要使用来描述这一分布情况的曲线或者方程,来计算其中一点的应力。

这需要运用到微积分的知识。

当然,这一计算方法可能更为复杂,需要更高级的数学运算。

接下来,让我们来介绍强度的概念。

强度是指材料具有抵抗外部力破坏材料内部结构的能力。

强度常用于描述一种材料的承载能力。

在实际工程中,设计师需要选择合适的强度来确保结构的安全可靠。

强度的计算方法取决于强度的类型。

常见的强度类型包括拉伸强度、压缩强度、弯曲强度等。

例如,在计算拉伸强度时,我们可以使用如下公式:σs=F/A其中,σs表示拉伸强度,F表示拉力,A表示受力截面积。

通过该公式,我们可以判断材料是否能够承受给定的拉力。

需要注意的是,强度不仅仅取决于材料的力学性质,还受到诸如温度、湿度和材料的处理状态等因素的影响。

因此,在实际工程应用中,设计师还需要考虑其他因素,以确保结构的安全可靠。

除了以上介绍的正应力、剪应力和轴向应力,还有一些其他类型的应力和强度也是十分重要的。

例如,扭转应力和扭转强度用于描述材料的抗扭转能力。

同时,压应力和碰撞强度用于描述材料受到压缩力或碰撞力时的抵抗能力。

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第三章 应力与强度计算一.容提要本章介绍了杆件发生基本变形时的应力计算,材料的力学性能,以及基本变形的强度计算。

1.拉伸与压缩变形 1.1 拉(压)杆的应力1.1.1拉(压)杆横截面上的正应力拉压杆件横截面上只有正应力σ,且为平均分布,其计算公式为N FAσ= (3-1)式中N F 为该横截面的轴力,A 为横截面面积。

正负号规定 拉应力为正,压应力为负。

公式(3-1)的适用条件:(1)杆端外力的合力作用线与杆轴线重合,即只适于轴向拉(压)杆件; (2)适用于离杆件受力区域稍远处的横截面;(3)杆件上有孔洞或凹槽时,该处将产生局部应力集中现象,横截面上应力分布很不均匀;(4)截面连续变化的直杆,杆件两侧棱边的夹角020α≤时,可应用式(3-1)计算,所得结果的误差约为3%。

1.1.2拉(压)杆斜截面上的应力(如图3-1)图3-1拉压杆件任意斜截面(a 图)上的应力为平均分布,其计算公式为 全应力cos p ασα= (3-2)正应力 2cos ασσα=(3-3)切应力1sin 22ατα=(3-4) 式中σ为横截面上的应力。

正负号规定:α 由横截面外法线转至斜截面的外法线,逆时针转向为正,反之为负。

ασ 拉应力为正,压应力为负。

ατ对脱离体一点产生顺时针力矩的ατ为正,反之为负。

两点结论:(1)当00α=时,即横截面上,ασ达到最大值,即()maxασσ=。

当α=090时,即纵截面上,ασ=090=0。

(2)当045α=时,即与杆轴成045的斜截面上,ατ达到最大值,即max()2αατ=。

1.2 拉(压)杆的应变和胡克定律(1)变形及应变杆件受到轴向拉力时,轴向伸长,横向缩短;受到轴向压力时,轴向缩短,横向伸长。

如图3-2。

图3-2轴向变形1l l l∆=-轴向线应变llε∆=横向变形1b b b∆=-横向线应变bbε∆'=正负号规定伸长为正,缩短为负。

(2)胡克定律当应力不超过材料的比例极限时,应力与应变成正比。

即Eσε=(3-5)或用轴力及杆件的变形量表示为NF llEA∆=(3-6)式中EA称为杆件的抗拉(压)刚度,是表征杆件抵抗拉压弹性变形能力的量。

公式(3-6)的适用条件:(a)材料在线弹性围工作,即pσσ〈;(b)在计算l∆时,l长度其N、E、A均应为常量。

如杆件上各段不同,则应分段计算,求其代数和得总变形。

即1ni ii i iN llE A=∆=∑(3-7)(3)泊松比当应力不超过材料的比例极限时,横向应变与轴向应变之比的绝对值。

即ενε'=(3-8)1.3 材料在拉(压)时的力学性能1.3.1低碳钢在拉伸时的力学性能应力——应变曲线如图3-3所示。

图3-3 低碳钢拉伸时的应力-应变曲线卸载定律:在卸载过程中,应力和应变按直线规律变化。

如图3-3中dd’直线。

冷作硬化:材料拉伸到强化阶段后,卸除荷载,再次加载时,材料的比例极限升高,而塑性降低的现象,称为冷作硬化。

如图3-3中d’def曲线。

图3-3中,of’为未经冷作硬化,拉伸至断裂后的塑性应变。

d’f’为经冷作硬化,再拉伸至断裂后的塑性应变。

四个阶段四个特征点,见表1-1。

表1-1 低碳钢拉伸过程的四个阶段阶段图1-5中线段特征点说明弹性阶段oab比例极限pσ弹性极限eσpσ为应力与应变成正比的最高应力eσ为不产生残余变形的最高应力屈服阶段bc屈服极限sσsσ为应力变化不大而变形显著增加时的最低应力强化阶段ce抗拉强度bσbσ为材料在断裂前所能承受的最大名义应力局部形变阶段ef 产生颈缩现象到试件断裂主要性能指标,见表1-2。

性能性能指标说明弹性性能弹性模量E当pEσσσε≤=时,强度性能屈服极限sσ材料出现显著的塑性变形抗拉强度b σ材料的最大承载能力 塑性性能延伸率1100%l llδ-=⨯ 材料拉断时的塑性变形程度 截面收缩率1100%A A Aψ-=⨯材料的塑性变形程度图3-4 低碳钢压缩时的应力-应变曲线应力——应变曲线如图3-4中实线所示。

低碳钢压缩时的比例极限p σ、屈服极限s σ、弹性模量E 与拉伸时基本相同,但侧不出抗压强度b σ1.3.3铸铁拉伸时的力学性能图3-5 铸铁拉伸时的应力-应变曲线应力——应变曲线如图3-5所示。

应力与应变无明显的线性关系,拉断前的应变很小,试验时只能侧得抗拉强度b σ。

弹性模量E 以总应变为0.1%时的割线斜率来度量。

1.3.3铸铁压缩时的力学性能应力——应变曲线如图3-6所示。

图3-6 铸铁压缩时的应力-应变曲线铸铁压缩时的抗压强度比拉伸时大4—5倍,破坏时破裂面与轴线成045~35。

宜于做抗压构件。

1.3.4塑性材料和脆性材料延伸率δ〉5%的材料称为塑性材料。

延伸率δ〈5%的材料称为脆性材料。

1.3.5屈服强度0.2σ对于没有明显屈服阶段的塑性材料,通常用材料产生0.2%的残余应变时所对应的应力作为屈服强度,并以0.2σ表示。

1.4 强度计算许用应力 材料正常工作容许采用的最高应力,由极限应力除以安全系数求得。

塑性材料 [σ]=s s n σ ; 脆性材料 [σ]=b bn σ 其中,s b n n 称为安全系数,且大于1。

强度条件:构件工作时的最大工作应力不得超过材料的许用应力。

对轴向拉伸(压缩)杆件[]NAσσ=≤ (3-9) 按式(1-4)可进行强度校核、截面设计、确定许克载荷等三类强度计算。

2.扭转变形2.1 切应力互等定理受力构件任意一点两个相互垂直面上,切应力总是成对产生,它们的大小相等,方向同时垂直指向或者背离两截面交线,且与截面上存在正应力与否无关。

2.2纯剪切单元体各侧面上只有切应力而无正应力的受力状态,称为纯剪切应力状态。

2.3切应变切应力作用下,单元体两相互垂直边的直角改变量称为切应变或切应变,用τ表示。

2.4 剪切胡克定律在材料的比例极限围,切应力与切应变成正比,即G τγ= (3-10)式中G 为材料的切变模量,为材料的又一弹性常数(另两个弹性常数为弹性模量E 及泊松比ν),其数值由实验决定。

对各向同性材料,E 、 ν、G 有下列关系2(1)EG ν=+ (3-11)2.5 圆截面直杆扭转时应力和强度条件 2.5.1 横截面上切应力分布规律 用截面法可求出截面上扭矩,但不能确定切应力在横截面上的分布规律和大小。

需通过平面假设,从几何、物理、平衡三方面才能唯一确定切应力分布规律和大小。

(1)沿半径成线性分布,圆心处0τ=,最大切应力在圆截面周边上。

(2)切应力方向垂直半径,圆截面上切应力形成的流向与该截面上扭矩转向相等,图3-7。

2.5.2切应力计算公式横截面上某一点切应力大小为p pT I ρτ=(3-12) 式中p I 为该截面对圆心的极惯性矩,ρ为欲求的点至圆心的距离。

圆截面周边上的切应力为max tTW τ=(3-13) 式中p t I W R=称为扭转截面系数,R 为圆截面半径。

2.5.3 切应力公式讨论(1) 切应力公式(3-12)和式(3-13)适用于材料在线弹性围、小变形时的等圆截面直杆;对小锥度圆截面直杆以及阶梯形圆轴亦可近似应用,其误差在工程允许围。

(2) 极惯性矩p I 和扭转截面系数t W 是截面几何特征量,计算公式见表3-3。

在面积不变情况下,材料离散程度高,其值愈大;反映出轴抵抗扭转破坏和变形的能力愈强。

因此,设计空心轴比实心轴更为合理。

表3-32.5.4强度条件圆轴扭转时,全轴中最大切应力不得超过材料允许极限值,否则将发生破坏。

因此,强度条件为[]max maxt T W ττ⎛⎫=≤⎪⎝⎭ (3-14) 对等圆截面直杆[]maxmax tT W ττ=≤ (3-15) 式中[]τ为材料的许用切应力。

3.弯曲变形的应力和强度计算 3.1 梁横截面上正应力3.1.1中性层的曲率与弯矩的关系1zMEI ρ=(3-16) 式中,ρ是变形后梁轴线的曲率半径;E 是材料的弹性模量;E I 是横截面对中性轴Z 轴的惯性矩。

3.1.2横截面上各点弯曲正应力计算公式ZMy I σ=(3-17) 式中,M 是横截面上的弯矩;Z I 的意义同上;y 是欲求正应力的点到中性轴的距离。

由式(3-17)可见,正应力σ的大小与该点到中性轴的距离成正比。

横截面上中性轴的一侧为拉应力,另一侧为压应力。

在实际计算中,正应力的正负号可根据梁的变形情况来确定,位于中性轴凸向一侧的各点均为拉应力,而位于中性轴凹向一侧的各点均为压应力。

最大正应力出现在距中性轴最远点处max max max max z zM My I W σ=•= (3-18) 式中,max z z I W y =称为抗弯截面系数。

对于h b ⨯的矩形截面,216z W bh =;对于直径为D 的圆形截面,332z W D π=;对于外径之比为d a D =的环形截面,34(1)32z W D a π=-。

若中性轴是横截面的对称轴,则最大拉应力与最大压应力数值相等,若不是对称轴,则最大拉应力与最大压应力数值不相等。

3.2梁的正应力强度条件梁的最大工作应力不得超过材料的容许应力,其表达式为[]maxmax zM W σσ=≤ (3-19) 由正应力强度条件可进行三方面的计算:(1)校核强度 即已知梁的几何尺寸、材料的容许应力以及所受载荷,校核正应力是否超过容许值,从而检验梁是否安全。

(2)设计截面 即已知载荷及容许应力,可由式[]maxz M W σ≥确定截面的尺寸(3)求许可载荷 即已知截面的几何尺寸及容许应力,按式[]max z M W σ≤确定许可载荷。

对于由拉、压强度不等的材料制成的上下不对称截面梁(如T 字形截面、上下不等边的工字形截面等),其强度条件应表达为[]maxmax 1l t z M y I σσ=≤ (3-20a ) []maxmax 2y c zM y I σσ=≤ (3-20b ) 式中,[][],t c σσ分别是材料的容许拉应力和容许压应力;12,y y 分别是最大拉应力点和最大压应力点距中性轴的距离。

若梁上同时存在有正、负弯矩,在最大正、负弯矩的横截面上均要进行强度计算。

3.3梁的切应力z z QS I bτ*= (3-21) 式中,Q 是横截面上的剪力;z S *是距中性轴为y 的横线与外边界所围面积对中性轴的静矩;z I 是整个横截面对中性轴的惯性矩;b 是距中性轴为y 处的横截面宽度。

3.3.1矩形截面梁切应力方向与剪力平行,大小沿截面宽度不变,沿高度呈抛物线分布。

切应力计算公式22364Q h y bh τ⎛⎫=- ⎪⎝⎭(3-22)最大切应力发生在中性轴各点处,max 32QAτ=。

3.3.2工字形截面梁切应力主要发生在腹板部分,其合力占总剪力的95~97%,因此截面上的剪力主要由腹板部分来承担。

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