『壹』 梁的彎曲實驗中如果梁採用的是抗壓不等強度材料,彎曲應力的分布有什麼變化
彎曲應力(bending stress)系指法向應力的變化,分量沿厚度上的變化可以是線性的,也可是非線性的。其最大值發生在壁厚的表面處,設計時一般取最大值進行強度校核。壁厚的表面達到屈服後,仍能繼續提高承載能力,但表面應力不再增加,屈服層由表面向中間擴展。所以在壓力容器中,彎曲應力的危害性要小於相同數值的薄瞋應力(應力沿壁厚均布)。
在載荷作用下,梁橫截面上一般同時存在剪力和彎矩。由切應力τ構成剪力攜擾,由正應力σ構成彎矩,如圖1所示。由正應力與切應力引起的彎矩分別稱為彎曲正應力與彎曲切應力。
推導純彎曲梁橫截面的正應力公式,與推導扭轉切應力公式相似,也需要從變形幾何關系、物理關系和靜力學三方面來考慮。 [2]
變形幾何關系
純彎曲時梁的縱向「纖維」由直線變為圓弧,相距 的兩橫截面1'-1'和2'-2'繞中性軸發生相對轉動,如圖2所示。橫截面1'-1'和2'-2'延長相交於O點,O點即為中性層的曲率中心。設中性層的曲率半徑為ρ,此兩橫截面夾角為 ,則距中性層為y處縱向「纖維」ab的正應變為
圖2
圖2
實際上,由於距中性層等遠各縱向「纖維」的變形相同,所以,上述正應變ε即代表距中性層為y的任一縱向「纖維」的正應變。
物理關系
根據縱向纖維假設,各縱向」纖維」處於單向拉伸或壓縮狀態,因此,當正應力不超過材料的比例極限時,胡克定律成立,由此得橫截面上距中性層y處的正應力為
該式就是梁純彎曲時橫截面上的正應力分布規律。由此式可知,橫截面上任一點處的正應力與該點到中性軸的距離成正比,距中性軸等遠的同一橫線上的各點處的正應力相等,中性軸各點處的正應力均為零。
靜力學關系
圖3
圖3
上面雖已得到正應力分布規律,但還不能用所給公式直接計算梁純彎曲時橫截面上的正應力。至此有兩個問題尚未解決:一是中性層的曲率半徑ρ仍未知;二是中性軸位置未知,故式中之y還無從確定。解決這兩個問題,需要藉助於靜力學關系。
令橫截面縱向對稱軸為y軸,中性軸為x軸,梁軸線為x軸,在坐標(y,a)處取一微面積dA,法向微內力為ρdA(圖3),橫截面各微面積上的法向微內力ρdA組成一空間平行力系,而且橫截面上不存在軸力,僅存在位於x-y平面內的彎矩M,因此
得:
由於 ≠0,故
式中左邊的積分代表橫截面對z軸的靜矩 。只有當z軸通過橫截面形心時,靜矩 才為零。由此可見,中性軸通過橫截面形心。
可得:
此式為用曲率表示的彎曲變形公式。公式中 代表橫截面對z軸的慣性矩。
由推出的公式易得純彎曲時梁橫截面上的正應力計算公式為:
此式為彎曲正應力的一般公式。
彎曲正應力公式的應用范圍編輯
彎曲正應力公式是在純彎曲情況下推導的。當梁受到橫向力作用時,在橫截面上,一般既有彎矩又有剪力侍宴,這種彎曲稱為橫力彎曲。由於剪力的存在,在橫截面上將存在切應力τ,從而存在切應變γ=τ/G。由於切應力沿梁截面高度變化,故切應變γ沿梁截面高度也是非均勻的。因此,橫力彎曲時,變形後的梁截面不再保持平面而發生翹曲,如圖4中的1-1截面變形後成為1'-1'截面。既然如此,以平面假設為基礎推導的彎曲正應力公式,在橫力彎曲時就不能適用。但是,如果兩截面間沒有載荷作用時,則兩截面的剪力相同,其翹曲程度也相同,由彎矩所引起的縱向纖維的線應變將不受剪力的影響,所以彎曲正應力公式仍然適用。當梁承受分布載荷作用時,辯談旦兩截面上的剪力不同,因而翹曲程度也不相同,而且,此時縱向纖維還受到分布載荷的擠壓或拉伸作用,但精確分析表明,如果梁長l與梁高h相比足夠大時,這種翹曲對彎曲正應力的影響很小,應用公式計算彎曲正應力仍然是相當精確的。
綜上所述,對於各橫截面剪力相同的梁和各橫截面剪力不相同的細長梁,在純彎曲情況下推導的彎曲正應力公式仍然適用。
『貳』 圖示簡支梁,梁截面為20b號工字鋼,F=60KN,試求最大彎曲正應力。
求彎祥賀矩圖悶擾只最大彎矩為c和謹罩派d點最大為40kN.m
『叄』 純彎曲正應力試驗應力分布圖是怎麼樣的謝謝求大神幫助
它由固定立柱1、載入手輪2、載入螺桿3、旋轉臂4、荷載感測器10、壓頭9、分力梁7、彎曲梁6、簡支支座5、底板8、數字測力儀11、應變儀12等部分組合。彎曲梁為矩形截面鋼梁,其彈性模量E=2.1×105MPa,幾何尺寸見圖3-11。CD段為純彎曲段,樑上各點為單向應力狀態,在正應力不超過比例極限時,只要測出各點的軸向應變ε實,即可按σ實=Eε實計算正應力。為此在梁的CD段某一截面的前後兩側面上,在不同高度沿平行於中性層各貼有五枚電阻應變片。其中編號3和3′片位於中性層上,編號2和2′片與編號4和4′片分別位於梁的上半部分的中間和梁的下半部分的中間,編號1和1′片位於梁的頂面的中線上,編號5和5′片位於梁的底面的中線上(見圖3—11),並把各對稱片進行串接。
溫度補償片貼在一塊與試件相同的材料上,實驗時放在被測試件的附近。上面粘貼有各種應變片和應變花,實驗時根據工作片的情況自行組合。為了便於檢驗測量結果的線性度,實驗時採用等量逐級緩慢載入方法,即每次增加等量的荷載Δ P,測出每級荷載下各點的應變增量Δε,然後取應變增量的平均值 實,依次求出各點應力增量Δσ實=E實 實。
實驗可採用半橋接法、公共外補償。即工作片與不受力的溫度補償片分別接到應變儀的A、B和B、C接線柱上(如圖3—12),其中R1為工作片,R2為溫度補償片。對於多個不同的工作片,用同一個溫度補償片進行溫度補償,這種方法叫做「多點公共外補償」。
也可採用半橋自補償測試。即把應變值絕對值相等而符號相反的兩個工作片接到A、B和B、C接線柱上,進行測試、但要注意,此時ε實=ε儀/2 , ε儀為應變儀所測的讀數。
『肆』 建築力學基礎。梁的正應力計算,試求圖示梁的最大正應力及其所在的位置。謝謝啦,需要詳細過程!
首先,要明白一個概念,不知道截面,是無法求得正應力的。正應力的產生緣由,主要分為兩類,一類是軸力,另一類是彎矩作用。因而正應力計算公式分為兩部分:σ=F/A+M*Y/I,F--軸向力,A-截面面積;M-彎矩,Y-截面上的點到截面形心的距離,I-截面的慣性矩。
很顯然圖中所示軸力為則扮零。現在要求的是彎矩,上面的那位回答很詳細,中間兩個集中荷載之間的彎矩最大,7KN.m。而且為純彎矩部分(剪力為零)。用 σ=M*Y/I 此公式套用即可。當然自己要知道截面的慣性矩,截面上離形心點最遠的點正應力最大。
(4)簡支梁彎曲正應力實驗裝置圖擴展閱讀:
是梁純彎曲時橫截面上的正改斗應力分布規律。橫截面上任一點處的正應力與該點到中性軸的距離成正比,距中性軸等遠的同一橫線上的各點處的正應力相等,中性軸各點處的正應力均為零。
橫截面上的正應力。至此有兩個問題尚未解決:一是中性層的核盯磨曲率半徑ρ仍未知;二是中性軸位置未知,故式中之y還無從確定。解決這兩個問題,需要藉助於靜力學關系。
令橫截面縱向對稱軸為y軸,中性軸為x軸,梁軸線為x軸,在坐標(y,a)處取一微面積dA,法向微內力為ρdA(圖3),橫截面各微面積上的法向微內力ρdA組成一空間平行力系,而且橫截面上不存在軸力,僅存在位於x-y平面內的彎矩M。
『伍』 材料力學橫力彎曲梁的正應力分布示意圖怎麼畫
垂直於截面的應力分量稱為正應力(或法向應力),用σ表示;相切於截面專的應力分量稱為屬剪應力或切應力,用τ表示。彎曲梁的正應力畫法如下圖所示。
參考資料來源:網路—正應力
參考資料來源:網路—彎曲應力
『陸』 純彎曲正應力分布規律實驗中對應變片的刪長尺寸有無要求,為什麼
純彎曲正應力分布規律實驗中對應變片的刪長尺寸無明確要求,依據經驗,看材質、不銹鋼等比較均勻的材質可選柵長比較短的,混凝土、木材等應選柵長比較長的,具體還和材質大小貼片位置大小有關系。
純彎曲正應力分布規律實驗
一、實驗目的
1、用電測法測定梁純彎曲時沿其橫截面高度的正應變(正應力)分布規律; 2、驗證純彎曲梁的正應力計算公式。
二、實驗儀器和設備
1、多功能組合實驗裝置一台;
2、TS3860型靜態數字應變儀一台; 3、純彎曲實驗梁一根。 4、溫度補償塊一塊。
『柒』 校核梁的彎曲正應力強度,關於材料力學的,會的友友幫幫忙,先謝謝了,題如下
求最大力矩M=1/8×2×4²=4KN/m
求握正矩形截面模孫皮虛量W=1/6×120×200²=800000mm³
求應力σ=M/W=5MPa<[σ]=10MPa,強度滿足則燃要求