『壹』 梁的弯曲实验中如果梁采用的是抗压不等强度材料,弯曲应力的分布有什么变化
弯曲应力(bending stress)系指法向应力的变化,分量沿厚度上的变化可以是线性的,也可是非线性的。其最大值发生在壁厚的表面处,设计时一般取最大值进行强度校核。壁厚的表面达到屈服后,仍能继续提高承载能力,但表面应力不再增加,屈服层由表面向中间扩展。所以在压力容器中,弯曲应力的危害性要小于相同数值的薄瞋应力(应力沿壁厚均布)。
在载荷作用下,梁横截面上一般同时存在剪力和弯矩。由切应力τ构成剪力携扰,由正应力σ构成弯矩,如图1所示。由正应力与切应力引起的弯矩分别称为弯曲正应力与弯曲切应力。
推导纯弯曲梁横截面的正应力公式,与推导扭转切应力公式相似,也需要从变形几何关系、物理关系和静力学三方面来考虑。 [2]
变形几何关系
纯弯曲时梁的纵向“纤维”由直线变为圆弧,相距 的两横截面1'-1'和2'-2'绕中性轴发生相对转动,如图2所示。横截面1'-1'和2'-2'延长相交于O点,O点即为中性层的曲率中心。设中性层的曲率半径为ρ,此两横截面夹角为 ,则距中性层为y处纵向“纤维”ab的正应变为
图2
图2
实际上,由于距中性层等远各纵向“纤维”的变形相同,所以,上述正应变ε即代表距中性层为y的任一纵向“纤维”的正应变。
物理关系
根据纵向纤维假设,各纵向”纤维”处于单向拉伸或压缩状态,因此,当正应力不超过材料的比例极限时,胡克定律成立,由此得横截面上距中性层y处的正应力为
该式就是梁纯弯曲时横截面上的正应力分布规律。由此式可知,横截面上任一点处的正应力与该点到中性轴的距离成正比,距中性轴等远的同一横线上的各点处的正应力相等,中性轴各点处的正应力均为零。
静力学关系
图3
图3
上面虽已得到正应力分布规律,但还不能用所给公式直接计算梁纯弯曲时横截面上的正应力。至此有两个问题尚未解决:一是中性层的曲率半径ρ仍未知;二是中性轴位置未知,故式中之y还无从确定。解决这两个问题,需要借助于静力学关系。
令横截面纵向对称轴为y轴,中性轴为x轴,梁轴线为x轴,在坐标(y,a)处取一微面积dA,法向微内力为ρdA(图3),横截面各微面积上的法向微内力ρdA组成一空间平行力系,而且横截面上不存在轴力,仅存在位于x-y平面内的弯矩M,因此
得:
由于 ≠0,故
式中左边的积分代表横截面对z轴的静矩 。只有当z轴通过横截面形心时,静矩 才为零。由此可见,中性轴通过横截面形心。
可得:
此式为用曲率表示的弯曲变形公式。公式中 代表横截面对z轴的惯性矩。
由推出的公式易得纯弯曲时梁横截面上的正应力计算公式为:
此式为弯曲正应力的一般公式。
弯曲正应力公式的应用范围编辑
弯曲正应力公式是在纯弯曲情况下推导的。当梁受到横向力作用时,在横截面上,一般既有弯矩又有剪力侍宴,这种弯曲称为横力弯曲。由于剪力的存在,在横截面上将存在切应力τ,从而存在切应变γ=τ/G。由于切应力沿梁截面高度变化,故切应变γ沿梁截面高度也是非均匀的。因此,横力弯曲时,变形后的梁截面不再保持平面而发生翘曲,如图4中的1-1截面变形后成为1'-1'截面。既然如此,以平面假设为基础推导的弯曲正应力公式,在横力弯曲时就不能适用。但是,如果两截面间没有载荷作用时,则两截面的剪力相同,其翘曲程度也相同,由弯矩所引起的纵向纤维的线应变将不受剪力的影响,所以弯曲正应力公式仍然适用。当梁承受分布载荷作用时,辩谈旦两截面上的剪力不同,因而翘曲程度也不相同,而且,此时纵向纤维还受到分布载荷的挤压或拉伸作用,但精确分析表明,如果梁长l与梁高h相比足够大时,这种翘曲对弯曲正应力的影响很小,应用公式计算弯曲正应力仍然是相当精确的。
综上所述,对于各横截面剪力相同的梁和各横截面剪力不相同的细长梁,在纯弯曲情况下推导的弯曲正应力公式仍然适用。
『贰』 图示简支梁,梁截面为20b号工字钢,F=60KN,试求最大弯曲正应力。
求弯祥贺矩图闷扰只最大弯矩为c和谨罩派d点最大为40kN.m
『叁』 纯弯曲正应力试验应力分布图是怎么样的谢谢求大神帮助
它由固定立柱1、加载手轮2、加载螺杆3、旋转臂4、荷载传感器10、压头9、分力梁7、弯曲梁6、简支支座5、底板8、数字测力仪11、应变仪12等部分组合。弯曲梁为矩形截面钢梁,其弹性模量E=2.1×105MPa,几何尺寸见图3-11。CD段为纯弯曲段,梁上各点为单向应力状态,在正应力不超过比例极限时,只要测出各点的轴向应变ε实,即可按σ实=Eε实计算正应力。为此在梁的CD段某一截面的前后两侧面上,在不同高度沿平行于中性层各贴有五枚电阻应变片。其中编号3和3′片位于中性层上,编号2和2′片与编号4和4′片分别位于梁的上半部分的中间和梁的下半部分的中间,编号1和1′片位于梁的顶面的中线上,编号5和5′片位于梁的底面的中线上(见图3—11),并把各对称片进行串接。
温度补偿片贴在一块与试件相同的材料上,实验时放在被测试件的附近。上面粘贴有各种应变片和应变花,实验时根据工作片的情况自行组合。为了便于检验测量结果的线性度,实验时采用等量逐级缓慢加载方法,即每次增加等量的荷载Δ P,测出每级荷载下各点的应变增量Δε,然后取应变增量的平均值 实,依次求出各点应力增量Δσ实=E实 实。
实验可采用半桥接法、公共外补偿。即工作片与不受力的温度补偿片分别接到应变仪的A、B和B、C接线柱上(如图3—12),其中R1为工作片,R2为温度补偿片。对于多个不同的工作片,用同一个温度补偿片进行温度补偿,这种方法叫做“多点公共外补偿”。
也可采用半桥自补偿测试。即把应变值绝对值相等而符号相反的两个工作片接到A、B和B、C接线柱上,进行测试、但要注意,此时ε实=ε仪/2 , ε仪为应变仪所测的读数。
『肆』 建筑力学基础。梁的正应力计算,试求图示梁的最大正应力及其所在的位置。谢谢啦,需要详细过程!
首先,要明白一个概念,不知道截面,是无法求得正应力的。正应力的产生缘由,主要分为两类,一类是轴力,另一类是弯矩作用。因而正应力计算公式分为两部分:σ=F/A+M*Y/I,F--轴向力,A-截面面积;M-弯矩,Y-截面上的点到截面形心的距离,I-截面的惯性矩。
很显然图中所示轴力为则扮零。现在要求的是弯矩,上面的那位回答很详细,中间两个集中荷载之间的弯矩最大,7KN.m。而且为纯弯矩部分(剪力为零)。用 σ=M*Y/I 此公式套用即可。当然自己要知道截面的惯性矩,截面上离形心点最远的点正应力最大。
(4)简支梁弯曲正应力实验装置图扩展阅读:
是梁纯弯曲时横截面上的正改斗应力分布规律。横截面上任一点处的正应力与该点到中性轴的距离成正比,距中性轴等远的同一横线上的各点处的正应力相等,中性轴各点处的正应力均为零。
横截面上的正应力。至此有两个问题尚未解决:一是中性层的核盯磨曲率半径ρ仍未知;二是中性轴位置未知,故式中之y还无从确定。解决这两个问题,需要借助于静力学关系。
令横截面纵向对称轴为y轴,中性轴为x轴,梁轴线为x轴,在坐标(y,a)处取一微面积dA,法向微内力为ρdA(图3),横截面各微面积上的法向微内力ρdA组成一空间平行力系,而且横截面上不存在轴力,仅存在位于x-y平面内的弯矩M。
『伍』 材料力学横力弯曲梁的正应力分布示意图怎么画
垂直于截面的应力分量称为正应力(或法向应力),用σ表示;相切于截面专的应力分量称为属剪应力或切应力,用τ表示。弯曲梁的正应力画法如下图所示。
参考资料来源:网络—正应力
参考资料来源:网络—弯曲应力
『陆』 纯弯曲正应力分布规律实验中对应变片的删长尺寸有无要求,为什么
纯弯曲正应力分布规律实验中对应变片的删长尺寸无明确要求,依据经验,看材质、不锈钢等比较均匀的材质可选栅长比较短的,混凝土、木材等应选栅长比较长的,具体还和材质大小贴片位置大小有关系。
纯弯曲正应力分布规律实验
一、实验目的
1、用电测法测定梁纯弯曲时沿其横截面高度的正应变(正应力)分布规律; 2、验证纯弯曲梁的正应力计算公式。
二、实验仪器和设备
1、多功能组合实验装置一台;
2、TS3860型静态数字应变仪一台; 3、纯弯曲实验梁一根。 4、温度补偿块一块。
『柒』 校核梁的弯曲正应力强度,关于材料力学的,会的友友帮帮忙,先谢谢了,题如下
求最大力矩M=1/8×2×4²=4KN/m
求握正矩形截面模孙皮虚量W=1/6×120×200²=800000mm³
求应力σ=M/W=5MPa<[σ]=10MPa,强度满足则燃要求