當梁上有橫向外力作用時,一般情況下,梁的橫截面上既有彎矩M,又有剪力FS 。 型材彎曲是內(nèi)力分類 若梁在某段內(nèi)各橫截面的彎矩為常量,剪力為零,則該段梁的彎曲就稱為純彎曲。若橫截面既有彎矩又有剪力,則則該段梁的彎曲就稱為橫力彎曲(剪力彎曲)。如下圖,CD段為純彎曲,AD段與BD段為橫力彎曲(剪力彎曲)。 純彎曲與橫力彎曲 純彎曲時,截面內(nèi)只有正應(yīng)力,無切應(yīng)力即τ=0。 橫力彎曲時,截面內(nèi)既有正應(yīng)力又有切應(yīng)力。 以上公式中,Mmax為梁橫截面上的最大彎矩,W為截面抗彎系數(shù),Iz為梁橫截面對中性軸的慣性矩,b為矩型截面的寬度,Sz*為距中性軸為z的橫線以下部分橫截面面積對中性軸的靜矩。因為最大切應(yīng)力往往發(fā)生在中性面上,所以計算最大切應(yīng)力時,Sz*為中性軸z橫線以下部分(或以上)橫截面面積對中性軸的靜矩。 梁一般為寬度方向?qū)ΨQ結(jié)構(gòu),有一對稱面,對稱軸位于對稱面上。梁彎曲時,必有一層變形前后長度不變的纖維,而且一定過梁截面的形心,這就是中性面。 中心層與對稱軸、中性軸的關(guān)系 中性軸在中性面上,與對稱軸垂直,在《材料力學》中,把中心軸標記為z,對稱軸標記為y,如下圖。 《材料力學》坐標軸定義 而在《機械設(shè)計手冊》及CAD軟件中,默認中性軸為x,如下圖,在查詢時注意。 《機械設(shè)計手冊》及CAD軟件中截面坐標定義 對于不同截面的梁,計算如下: 圓管計算 矩管截面參數(shù) 其它型材截面屬性查詢 |
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