材料力学 弯曲刚度
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第六章弯曲变形知识要点1、弯曲变形的概念1)、挠曲线弯曲变形后梁的轴线变为挠曲线。
平面弯曲时,挠曲线为外力作用平面内的平面曲线。
2)、平面弯曲时的变形在小变形情况下,梁的任意二横截面绕各自的中性轴作相对转动,杆件的轴线变为平面曲线,其变形程度以挠曲线的曲率来度量。
1》纯弯曲时,弯矩—曲率的关系(由上式看出,若弯曲刚度EI为常数则曲率为常数,即挠曲线为圆弧线)2》横力弯曲时,弯矩—曲率的关系3)、平面弯曲时的位移1》挠度2》转角挠度和转角的正负号由所选坐标系的正方向来确定。
沿y轴正方向的挠度为正。
转角的正负号判定规则为,将x轴绕原点旋转90°而与y轴重合,若转角与它的转向相同,则为正,反之为负。
4)、挠曲线近似微分方程5)、受弯曲构件的刚度条件,2、积分法求梁的挠度和转角由积分常数C、D由边界条件和连续性条件确定。
对于梁上有突变载荷(集中力、集中力偶、间断性分布力)的情况,梁的弯矩M(x)不是光滑连续函数,应用上式时,应分段积分,每分一段就多出现两个积分常数。
因此除了用边界条件外,还要用连续性条件确定所有的积分常数。
边界条件:支座对梁的位移(挠度和转角)的约束条件。
连续条件:挠曲线的光滑连续条件。
悬臂梁边界条件:固定端挠度为0,转角为0连续条件:在载荷分界处(控制截面处)左右两边挠度相等,转角相等简支梁边界条件:固定绞支座或滑动绞支座处挠度为0连续条件:在载荷分界处(控制截面处)左右两边挠度相等,转角相等连接铰链处,左右两端挠度相等,转角不等3、叠加原理求梁的挠度和转角1)、叠加原理各载荷同时作用下梁任一截面的挠度和转角等于各个载荷单独作用时同一截面挠度和转角的代数和。
2)、叠加原理的限制叠加原理要求梁某个截面的挠度和转角与该截面的弯矩成线性关系,因此要求:1》弯矩M2》4、弯曲时的超静定问题——超静定梁1)、超静定梁约束反力数目多于可应用的独立的静力平衡方程数的梁称为超静定梁,它的未知力不能用静力平衡方程完全确定,必须由变形相容条件和力与变形间的物理关系建立补充方程,然后联立静力平衡方程与补充方程,求解所有的未知数。
弯曲法测杨氏模量实验报告弯曲法测杨氏模量实验报告引言:弯曲法是一种常用的材料力学测试方法,可用于测定材料的弯曲刚度和杨氏模量。
本实验旨在通过弯曲法测定杨氏模量,并探讨其在材料力学中的应用。
实验目的:1. 了解弯曲法的基本原理和步骤;2. 掌握材料的弯曲刚度和杨氏模量的测定方法;3. 分析杨氏模量对材料性能的影响。
实验仪器和材料:1. 弯曲试验机;2. 弯曲试样;3. 游标卡尺;4. 夹具。
实验步骤:1. 准备工作:a. 将弯曲试样固定在弯曲试验机上,确保其平整且不受外力干扰;b. 调整弯曲试验机的参数,如加载速度和试验范围,以满足实验需求。
2. 弯曲试验:a. 在弯曲试验机上施加一个垂直于试样的力,使其发生弯曲变形;b. 同时记录试样在不同加载下的位移和载荷数据;c. 根据实验数据计算出试样的弯曲刚度和杨氏模量。
3. 数据处理:a. 绘制载荷与位移的曲线图,分析试样的弯曲性能;b. 利用弯曲刚度和试样几何参数计算出杨氏模量。
实验结果与分析:通过实验测得的载荷与位移数据,我们可以绘制出一条弯曲曲线。
根据曲线的形状和斜率,可以判断材料的弯曲性能和刚度。
同时,根据实验数据计算出的杨氏模量可以反映材料的抗弯刚度和强度。
杨氏模量是材料力学中的重要参数,它描述了材料在受力时的变形性能。
较高的杨氏模量意味着材料具有较高的强度和刚度,适用于承受大量载荷的结构。
而较低的杨氏模量则表示材料较为柔软,适用于需要弯曲或变形的应用。
杨氏模量还可以用于材料的质量控制和品质评估。
通过测定不同材料的杨氏模量,可以比较它们的性能差异,并选择适合特定应用的材料。
此外,杨氏模量还可以用于预测材料在实际工程中的受力情况,从而优化结构设计和材料选择。
结论:本实验通过弯曲法测定了杨氏模量,并分析了其在材料力学中的应用。
实验结果表明,弯曲法是一种有效的测量杨氏模量的方法,可以为材料选择和结构设计提供重要参考。
杨氏模量的大小与材料的强度和刚度密切相关,对材料的性能和应用具有重要影响。
第1篇一、实验目的1. 了解材料在弯曲载荷作用下的力学行为。
2. 掌握材料抗弯性能的测试方法。
3. 研究不同材料在弯曲载荷下的变形和破坏规律。
4. 通过实验数据,分析材料的抗弯强度和弯曲刚度。
二、实验原理材料在受到弯曲载荷时,其内部将产生弯矩和剪力,导致材料发生弯曲变形。
本实验通过测试材料在弯曲载荷作用下的变形和破坏情况,来研究材料的抗弯性能。
根据材料力学理论,材料的抗弯强度和弯曲刚度可以通过以下公式计算:1. 抗弯强度(σ):σ = M / W,其中M为弯矩,W为截面模量。
2. 弯曲刚度(E):E = F / ΔL,其中F为作用力,ΔL为弯曲变形长度。
三、实验设备及材料1. 实验设备:万能材料试验机、游标卡尺、弯曲试验台、支架、砝码等。
2. 实验材料:低碳钢、铝合金、木材等不同材料的试件。
四、实验步骤1. 准备实验材料:根据实验要求,选择不同材料的试件,并按照规定的尺寸进行加工。
2. 安装试件:将试件固定在万能材料试验机的弯曲试验台上,确保试件中心线与试验机中心线对齐。
3. 设置实验参数:根据实验要求,设置试验机的加载速度、最大载荷等参数。
4. 加载:缓慢加载至规定载荷,观察试件的变形和破坏情况。
5. 记录数据:记录试件的弯曲变形、破坏载荷等数据。
五、实验结果与分析1. 低碳钢试件:在弯曲载荷作用下,低碳钢试件首先发生弯曲变形,随后出现裂缝,最终发生断裂。
实验结果表明,低碳钢具有较高的抗弯强度和弯曲刚度。
2. 铝合金试件:在弯曲载荷作用下,铝合金试件发生较大的塑性变形,但最终未发生断裂。
实验结果表明,铝合金具有较高的弯曲刚度,但抗弯强度相对较低。
3. 木材试件:在弯曲载荷作用下,木材试件首先发生弯曲变形,随后出现裂缝,最终发生断裂。
实验结果表明,木材具有较高的抗弯强度,但弯曲刚度相对较低。
六、结论1. 低碳钢、铝合金、木材等不同材料在弯曲载荷作用下的抗弯性能有所不同。
2. 低碳钢具有较高的抗弯强度和弯曲刚度,适用于承受较大弯曲载荷的场合。