梁的弯曲变形1
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梁的弯曲变形测定实验一、预习要求1、复习材料力学有关弯曲变形内容和关于百分表的内容。
2、预习本节弄懂实验原理和测量方法。
二、实验目的1、测定钢梁在弯曲受力时的挠度f 和转角θ,并与理论计算值进行比较,以验证理论计算方法的正确性。
2、学习挠度和转角的测试方法。
三、实验装置和仪器1、弯曲梁实验装置如图1所示。
2、百分表2只、5N 砝码3块。
3、直尺、扳手等工具。
四、实验原理及方法1、实验原理弯曲梁实验装置简图如图2所示。
可以看出,钢梁AD (标号1)是外伸梁,A 、B 两处用铰链支承,载荷通过砝码2加在C 截面处,在C 、D 截面处沿位移方向安装两个百分表3和4,用以测量C 、D 两点的位移。
根据材料力学理论,钢梁1在△P 作用下,梁C 截面上的挠度f C 和B 截面转角θB 分别为图1 弯曲梁实验装置图2 弯曲梁实验装置简图EIL P f c 48)2(3∆=和 EIL P B 16)2(2∆=θ式中,123ba I =, 为对矩形梁横截面中性轴的惯性矩。
实验时,加载荷增量△P ,用百分表测出D 、C 截面处的位移增量△D 和△C ,则梁C 截面实测挠度和B 截面的实测转角分别为:C f C ∆=' ,1L D B∆='θ2、实验方法①将测量好数据的钢梁按图2所示位置要求安装在相应的卡具中,并记录有关数据,填入表1中;②将百分表3和4安装在指定位置,并检查和调整它们的工作情况。
检查时,用手轻轻下压钢梁,观察百分表上的读数是否稳定,指针走动是否均匀,能否复原;③加砝码进行实验。
载荷共分3级,每加一级后记下砝码重和百分表的读数。
实验数据按表2记录;④实验完后,卸去砝码。
表1 钢梁原始数据表表2 实验数据记录表五、实验结果处理和实验报告1、按表1和2记录实验原始数据。
2、按载荷△P 计算钢梁截面C 和截面B 上的理论挠度f C 和转角θB ,计算实测平均挠度C f '和平均转角Bθ'。
第7章-梁的弯曲变形(总32页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第7章 梁的弯曲变形与刚度梁弯曲变形的基本概念7.1.1 挠度在线弹性小变形条件下,梁在横力作用时将产生平面弯曲,则梁轴线由原来的直线变为纵向对称面内的一条平面曲线,很明显,该曲线是连续的光滑的曲线,这条曲线称为梁的挠曲线(图7-2)。
梁轴线上某点在梁变形后沿竖直方向的位移(横向位移)称为该点的挠度。
在小变形情况下,梁轴线上各点在梁变形后沿轴线方向的位移(水平位移)可以证明是横向位移的高阶小量,因而可以忽略不计。
挠曲线的曲线方程:)(x w w = (7-1)称为挠曲线方程或挠度函数。
实际上就是轴线上各点的挠度,一般情况下规定:挠度沿y 轴的正向(向上)为正,沿y 轴的负向(向下)为负(图7-4)。
必须注意,梁的坐标系的选取可以是任意的,即坐标原点可以放在梁轴线的任意地方,另外,由于梁的挠度函数往往在梁中是分段函数,因此,梁的坐标系可采用整体坐标也可采用局部坐标。
7.1.2 转角梁变形后其横截面在纵向对称面内相对于原有位置转动的角度称为转角(图7-3)。
转角随梁轴线变化的函数:)(x θθ= (7-2)称为转角方程或转角函数。
图7-3 梁的转角)(x 图7-2梁的挠曲线由图7-3可以看出,转角实质上就是挠曲线的切线与梁的轴线坐标轴x 的正方向之间的夹角。
所以有:xx w d )(d tan =θ,由于梁的变形是小变形,则梁的挠度和转角都很小,所以θ和θtan 是同阶小量,即:θθtan ≈,于是有:xx w x d )(d )(=θ (7-3) 即转角函数等于挠度函数对x 的一阶导数。
一般情况下规定:转角逆时针转动时为正,而顺时针转动时为负(图7-4)。
需要注意,转角函数和挠度函数必须在相同的坐标系下描述,由式(7-3)可知,如果挠度函数在梁中是分段函数,则转角函数亦是分段数目相同的分段函数。
梁的弯曲变形简单计算方法
梁是传动重要机构之一,其弯曲变形是广泛应用于结构力学设计中的一项重要技术。
它可
以用来分析梁承载的荷载情况,为梁的安全性能设计提供参考。
计算梁的弯曲变形是构造设计中的重要部分,因此有必要掌握有效的简便方法。
梁的弯曲变形一般是有三种计算方法:等强度线法、活荷载平移法、真实三维变形法。
这
三种计算方法的计算时间和计算精度不同,可根据实际情况选择合适的计算方法。
等强度线法是最简单且计算时间最短的方法,利用梁受力后形成的抗压线和抗张线构成图形,并将图形转化为梁形成的弯曲变形。
活荷载平移法则分析了活荷载作用于梁的变形状,将活荷载平移线与梁截面结合起来,表征出梁的弯曲变形。
而真实三维变形则完整量化了
梁的受力状态,找出真实的变形轮廓,从而获得准确的弯曲变形。
总之,梁的弯曲变形计算方法可根据实际应用场合选择合适的方法,以便为梁的设计提供参考。
在工程应用中,其梁的弯曲变形计算通常使用简便方法,如等强度线法和活荷载平
移法,而对于有特殊要求的情况,可以采用真实三维变形法,以保证梁的安全性能。
梁弯曲知识点总结一、弯曲概念在物理学和工程力学中,弯曲是指在材料受到外力作用下,产生一种曲率变化的变形形式。
在梁的情况下,当梁受到外部载荷作用时,梁将发生一种曲率变化,即梁的一部分受到压力而另一部分受到拉力,使得梁产生一种弯曲的变形形式。
梁的弯曲是梁理论研究的重要内容之一。
二、弯曲的原理梁的弯曲原理是由梁的弯矩和弯曲应力来描述的。
梁在弯曲时,横截面上的各个点受到的弯矩不同,由于弯矩的不平衡,在梁的上表面产生的张力,下表面产生的压力,产生了一种称为弯曲应力的内力形式。
弯曲应力的作用下,梁在弯曲的过程中产生了曲率变化,弯曲原理是用来描述梁在弯曲时的变形和内力情况的。
三、梁的弯曲方程梁的弯曲方程是用来描述梁在弯曲时的曲率和弯矩之间的关系的。
梁的弯曲方程可以通过力学原理和材料力学原理来推导出来。
梁的弯曲方程可以用来计算梁在受载时的弯曲变形和各个截面上的应力情况,对于工程结构的设计和分析具有非常重要的意义。
梁的弯曲方程通常包括以下几个方面:1.梁的弯曲变形方程:描述梁在弯曲时产生的曲率变化和曲线形状;2.梁的弯矩方程:描述梁在受力状况下产生的弯矩大小和分布情况;3.梁的弯曲应力方程:描述梁在弯曲状况下产生的应力大小和分布情况。
梁的弯曲方程是梁理论的核心内容,对于工程结构的设计和分析具有重要的意义。
四、梁的弯曲理论梁的弯曲理论是研究梁在受载时的弯曲变形和内力情况的理论。
梁的弯曲理论是以弹性理论和材料力学为基础的,通过对梁在弯曲时的力学原理和材料力学原理进行分析和推导,得出了梁在弯曲时的各种数学模型。
梁的弯曲理论可以应用于工程结构的设计和分析中,能够比较准确地描述梁在受载时的变形和内力情况,为工程结构的安全和稳定性提供理论依据。
梁的弯曲理论包括以下几个方面:1.梁的弯曲变形分析:描述梁在受载时产生的形状和曲率变化;2.梁的弯曲应力分析:描述梁在受载时产生的应力大小和分布情况;3.梁的弯曲挠度分析:描述梁在受载时产生的挠度大小和分布情况;4.梁的弯曲裂缝分析:描述梁在受载时产生的裂缝情况。
弯曲力学梁的弯曲变形和内力计算弯曲力学梁是结构工程中常见的构件,用于承受横向力和弯矩。
在设计和分析梁的弯曲变形和内力时,了解梁的性质和力学行为至关重要。
本文将介绍弯曲力学梁的弯曲变形和内力计算的相关知识。
1. 梁的基本概念在讨论弯曲变形和内力计算之前,我们首先需要了解梁的基本概念。
梁是一种长条形结构,由材料制成,其主要作用是承受横向力和弯矩。
梁通常用于支撑和传递载荷,使得荷载能够安全地传递到地基或其他支撑结构。
2. 弯曲变形弯曲力学梁在受到横向力作用时会发生弯曲变形。
弯曲变形可分为弯曲线的形状变化和截面各点的位移变化两个方面。
2.1 弯曲线的形状变化当横向力作用于梁上时,梁会呈现出一条弯曲线。
这条弯曲线称为弯曲曲线,弯曲曲线的形状取决于梁的几何形状、材料性质和受力情况。
常见的弯曲曲线形状包括凸曲线和悬臂曲线。
2.2 截面各点的位移变化在梁的弯曲过程中,截面上的各点将发生位移变化。
位移变化可分为纵向位移和横向位移两个方向。
纵向位移是指垂直于弯曲平面的位移,即梁的弯曲垂直方向的变形。
横向位移是指沿弯曲平面的位移,即梁的弯曲平面内的变形。
这些位移变化会导致梁的轴线发生曲率,截面上的各点相对于轴线发生旋转。
3. 内力计算在弯曲过程中,梁内部发生了一系列力的变化,包括弯矩、剪力和轴力。
这些内力是用来描述梁材料内部应力状态的。
内力计算是分析和设计梁结构的重要一步。
3.1 弯矩弯矩是梁内部发生的一对等大反向的力矩。
在弯曲力学中,弯矩是描述梁抵抗弯曲变形的重要参数。
弯矩的大小和分布取决于梁的几何形状、材料性质和受力情况。
3.2 剪力剪力是梁内部横向力的一种表现形式。
在弯曲力学梁中,剪力是垂直于梁轴线的力,用来描述梁材料负责承受横向力的能力。
3.3 轴力轴力是梁内部沿轴线方向的力。
当梁受到纵向拉力或压力时,轴力将发生变化。
轴力的大小和分布取决于梁的受力情况。
4. 弯曲梁的弯曲变形和内力计算方法在实际工程中,我们可以通过解析法或数值计算法来计算弯曲梁的弯曲变形和内力。
钢结构梁变形标准
钢结构梁变形标准主要涉及到三种变形:弯曲变形、挤压变形和剪切变形。
1. 弯曲变形:是指钢梁在承受负荷后出现的弯曲变形。
根据标准要求,弯曲变形应符合L/300的标准,其中L为跨度。
也就是说,在台阶承载时,钢梁的弯曲变形不应超过跨度的1/300,否则可能会影响结构的正常使用。
2. 挤压变形:是指钢梁在受压力作用下的长轴方向出现的压缩变形。
根据标准要求,挤压变形应符合L/150的标准,其中L为跨度。
即在台阶承载时,钢梁的挤压变形不应超过跨度的1/150,否则会危及结构的安全。
3. 剪切变形:是指钢梁在承受横向力时发生的剪切变形,一般表现为上下翘起或者下垂。
根据标准要求,剪切变形应符合1/150的标准,即在台阶承载时,钢梁的剪切变形不应超过跨度的1/150,否则会影响结构的正常使用。
另外,对于钢梁平面弯曲,也有明确的允许偏差标准。
根据《建筑钢结构制作和安装技术规范》中的规定,钢梁平面弯曲允许偏差的标准为梁长的1/200或50mm,取其中较小值。
以上信息仅供参考,具体的钢结构梁变形标准可能因不同的设计规范、使用环境和结构要求而有所差异。
在实际应用中,需要参考相关的设计规范和标准,结合实际情况进行判断和评估。