第4章 弯曲应力(1)分析
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第二章轴向拉伸和压缩2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6 2-7 页 2-8 2-9 下横截面上的轴力,并作轴力图。
2-1 试求图示各杆 1-1 和 2-2 横截面上的轴力,并作轴力图。
(a)解:解;;(b)解:解;;(c)解:解;。
(d) 解:。
返回上的轴力, 2-2 试求图示等直杆横截面 1-1,2-2 和 3-3 上的轴力,并作轴力图。
并作轴力图。
若横截面面积上的应力。
上的应力。
,试求各横截面解:返回 2 -3 上的轴力,试求图示阶梯状直杆横截面 1-1,2-2 和 3-3 上的轴力,并作轴力图。
作轴力图。
若横截面面积,,,并求各横截面上的应力。
并求各横截面上的应力。
解:返回图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
2-4 图示一混合屋架结构的计算简图。
屋架的上弦用钢筋混凝土制成。
下面的拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成,75mm× 的等边角钢。
拉杆和中间竖向撑杆用角钢构成,其截面均为两个75mm×8mm 的等边角钢。
已知屋面承受集度为应力。
应力。
的竖直均布荷载。
的竖直均布荷载。
试求拉杆 AE 和 EG 横截面上的解: 1)求内力=取 I-I 分离体得(拉)取节点 E 为分离体,故 2)求应力(拉)75×8 等边角钢的面积 A=11.5 cm2(拉)(拉)返回2-5(2-6) 图示拉杆承受轴向拉力 5(2-,杆的横截面面积。
表示斜截面与横截面的夹角,30 ,45 ,60 ,90 时如以表示斜截面与横截面的夹角,试求当各斜截面上的正应力和切应力,并用图表示其方向。
各斜截面上的正应力和切应力,并用图表示其方向。
解:返回一木桩柱受力如图所示。
的正方形, 2-6(2-8) 一木桩柱受力如图所示。
柱的横截面为边长 200mm 的正方形,材料 6(2GPa。
如不计柱的自重,试求:可认为符合胡克定律,可认为符合胡克定律,其弹性模量 E=10 GPa。
第四章弹性杆横截面上的切应力分析——教学方案第四章弹性杆横截面上的切应力分析对于实心截面杆件以及某些薄壁截面杆件,当其横截面上仅有扭矩(M x)或剪力(F Qy或F Qz)时,与这些内力分量相对应的分布内力,其作用面与横截面重合。
这时分布内力在一点处的集度,即为切应力。
分析与扭矩和剪力对应的切应力的方法不完全相同。
对于扭矩存在的情形,依然借助于平衡、变形协调与物性关系,其过程与正应力分析相似。
对于剪力存在的情形,在一定的前提下,则仅借助于平衡方程。
本章重点介绍圆截面杆在扭矩作用下其横截面切应力以及薄壁杆件的弯曲切应力分析。
§4-1圆轴扭转时横截面上的切应力工程上将传递功率的构件称为轴,且大多数情形下均为圆轴。
当圆轴承受绕轴线转动的外扭转力偶作用时(图4-1),其横截面上将只有扭矩一个内力分量,轴受扭时,其上的外扭转力偶矩M e (单位为Nm )与轴传递的功率P (单位为kW )和轴的转速n (单位为r/min )有如下关系:{}{}{}min/.9549r kW m N e n P M = (4-1)不难看出,受扭后,轴将产生扭转变形,如图4-2b 所示。
圆轴上的每个微元(例如图4-2a 中的ABCD)的直角均发生变化,这种直角的改变量即为切应变,如图4-2c 所示。
这表明,圆轴横截面和纵截面上都将出现切应力(图中AB 和CD 边对应着横截面;AC 和BD 边则对应着纵截面),分别用τ和τ'表示。
应用平衡关系不难证明:ττ'-= (4-2)这一关系称为切应力互等定理或切应力成对定理。
1. 平面假设及变形几何关系 变形协调方程如图4-3a 所示受扭圆轴,与薄圆筒相似,如用一系列平行的纵线与圆周线将圆轴表面分成一个个小方格,可以观察到受扭后表面变形有以下规律:(1) 各圆周线绕轴线相对转动一微小转角,但大小,形状及相互间距不变;(2) 由于是小变形,各纵线平行地倾斜一个微小角度γ,认为仍为直线;因而各小方格变形后成为菱形。