课题8剪切变形

剪切变形受力特点及变形特点剪切变形是固体力学中的一个重要概念，指的是材料在受到切割或剪切力作用下发生的形变现象。

剪切变形的受力特点和变形特点是研究剪切变形现象的关键内容。

剪切变形的受力特点主要包括以下几个方面：1. 剪切力的作用方式：剪切力是使材料发生剪切变形的力，它是沿着材料表面平行于剪切面方向的力。

剪切力的作用方式是沿剪切面平行滑动的方式，使材料内部的相对位置发生改变。

在材料受到剪切力作用时，剪切力沿着剪切面的方向产生剪应力，剪应力的大小与剪切力及剪切面积有关。

2. 剪应力分布的特点：在剪切变形过程中，剪应力的分布呈现出一定的规律。

通常情况下，材料在剪切面上的剪应力呈现出线性分布，即剪应力沿着剪切面的方向呈直线分布。

剪应力的分布特点对材料的剪切变形具有重要影响，它决定了材料在不同位置受到的剪应力大小不同，从而导致不同位置的剪切变形程度不同。

3. 剪切力的大小与方向：剪切力的大小与剪切面积、剪应力以及材料的剪切模量有关。

剪切力的方向沿着剪切面的法线方向垂直于剪切面，即与剪切面平行的方向。

剪切变形的变形特点主要包括以下几个方面：1. 剪切变形的形式：剪切变形通常表现为材料内部各层之间的相对滑动。

在剪切变形过程中，材料内部的相对位置发生了改变，这种相对位置的改变主要表现为剪切面上各点的相对位移。

剪切变形的形式可以是切变、滑动或扭转等。

2. 剪切变形的程度：剪切变形的程度取决于材料的剪切模量、剪切力的大小以及剪切面的形状和尺寸等因素。

剪切变形的程度可以通过剪切应变来描述，剪切应变是剪切变形产生的相对位移与剪切面尺寸之比。

剪切应变的大小与剪切力、剪切面积以及材料的剪切模量有关。

3. 剪切变形的变形特点：剪切变形的变形特点主要体现在剪切面上各点的相对位移和相对变形大小不同。

在剪切面上，距离剪切面较近的点相对于距离剪切面较远的点发生了较大的相对位移，从而导致了剪切面上各点的相对变形大小不同。

剪切变形的变形特点对材料的力学性能和工程应用具有重要影响，它决定了材料在受到剪切力作用时的变形程度和变形形式。

剪切变形、弯曲变形弯曲变形、剪切变形：这两个是材料力学和结构力学中的概念，分别指构件中的某一个截面的弯矩、剪力产生的变形，可以由弯矩和抗弯刚度EI、剪力和抗剪刚度GA计算得到。

框架结构、剪力墙结构和框剪结构在侧向力作用下的水平位移曲线的特点：（1）框架结构抗侧刚度较小，其位移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的位移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线呈弯曲型，自下而上层间位移增大。

第一部分是主要的，第二部分很小可以忽略，所以框架结构在侧向力作用下的侧移曲线以剪切型为主，故称为剪切型变形，如下图1。

图1（a）剪切型变形图1（b）剪切型曲线（2）剪力墙结构抗侧刚度较大，剪力墙的剪切变形产生位移，侧向位移呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大，相当于一个悬臂梁，故称为弯曲型变形，如下图2。

图2（a）弯曲型变形图2（b）弯曲型曲线（3）框剪结构位移曲线包括剪切型和弯曲型，由于楼板的作用，框架和墙的侧向位移必须协调。

在结构的底部，框架的侧移减小；在结构的上部，剪力墙的侧移减小，侧移曲线呈弯剪型，层间位移沿建筑物的高度比较均匀，改善了框架结构及剪力墙结构的抗震性能，也有利于减少小震作用下非结构构件的破坏，此变形称为弯剪型变形，如下图3。

图3 弯剪型曲线弯曲型或剪切型可由构件是否有反弯点来判别。

（1）由位移曲线与弯矩的关系可知道，弯曲型构件变形曲线连续，越往上曲率越大（y轴曲率为0），比如剪力墙、梁、悬臂构件；（2）剪切型构件，反弯点在构件高度或长度范围内，变形曲线有变化、不连续的，比如框架柱、连梁，当然有的框架柱反弯点不在层高范围内，但《抗规》第6.2.2条规定，就算不在层高范围内柱端弯矩也要乘以增大系数。

对于结构来说，主要构件为剪切型组成的结构就为剪切变形为主的结构；主要构件为弯曲变形组成的结构就为弯曲变形为主的结构。

剪切变形名词解释
剪切变形是指在拉伸、压缩、弯曲等外力作用下，材料或结构产生变形的现象。

在外力作用下，材料或结构内部的分子或原子会发生位移和聚集，导致材料或结构的几何形状、尺寸和表面状态发生变化。

剪切变形是材料或结构在拉伸或压缩时常见的一种变形形式。

在剪切变形中，外力通过物体的一个表面作用在物体上，力的方向平行于物体的两个表面，使得物体沿着这两个表面之间滑动。

剪切变形的后果可以是物体的尺寸减小、形状改变或者表面粗糙度增加。

在工程中，剪切变形常常出现在各种部件的使用过程中，例如车辆的悬挂系统、桥梁、建筑结构等等。

因此，对于剪切变形的分析和预测一直是材料力学和工程学的重要研究领域。

剪切变形的影响因素包括材料的性质、外力的大小和方向、物体的形状和尺寸等等。

同时，剪切变形也会产生应力和应变之间的相互作用，使得剪切变形的分析和预测更加复杂。

因此，研究剪切变形的机制和规律对于材料力学、工程学等领域具有重要的理论意义和应用价值。