第七章 弯曲——弯曲应力
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弯曲应力公式
弯曲应力公式是用于计算材料在受到弯曲力作用时所产生的应力的公式。
弯曲应力是指材料在弯曲变形时内部产生的应力。
在工程实践中,了解材料的弯曲应力是设计和评估结构和构件强度的重要基础。
根据弯曲应力公式,弯曲应力可以通过以下公式计算:
σ = (M * c) / I
其中,σ是弯曲应力,M是作用于材料的弯曲力矩,c是截面和材料最远点之间的距离(也称为材料的离心距),而I是截面的惯性矩。
弯曲应力公式反映了弯曲力和材料断面之间的关系。
公式中的离心距和惯性矩可以描述结构材料的几何特性和材料的物理特性。
弯曲应力正比于弯曲力矩并反比于截面的惯性矩。
这意味着对于相同的弯曲力矩,当截面的惯性矩越大时,材料的弯曲应力越小。
弯曲应力的计算对于工程设计和工程结构的安全性至关重要。
通过了解材料的弯曲应力,工程师可以确定材料是否足够强大,以承受特定的弯曲力矩。
此外,在材料设计中,可以通过调整截面形状、尺寸和材料的选择来减小或优化弯曲应力。
总结而言,弯曲应力公式是工程实践中用于计算弯曲应力的重要工具。
它通过考虑弯曲力矩、离心距和截面的惯性矩等因素,为工程师提供了评估结构和构件强度的基础,并为设计和优化工程材料提供了指导。
材料弯曲应力
在材料力学中,弯曲应力是指在横截面上的一个点上由于外部载荷而引起的正应力(垂直于横截面的方向)。
弯曲应力的大小取决于材料的弯曲形状、外部载荷的大小和分布、以及材料的截面性质。
弯曲应力(σb)可以用以下的公式表示:
其中:
•σb是弯曲应力;
•Mc是在横截面上的一个点上的弯矩;
•S是该点处横截面的静力矩。
弯曲应力的单位通常是帕斯卡(Pascal,Pa)或兆帕(Megapascal,MPa)。
弯曲应力会导致材料产生弯曲变形。
对于均匀材料的简单弯曲梁,弯曲应力在横截面上是不均匀的,最大的弯曲应力通常出现在横截面的最外层纤维,而中性轴上的应力为零。
了解弯曲应力是设计和分析工程结构、梁、梁板等零件的重要因素。
在工程实践中,通常需要考虑弯曲应力来确保结构的安全性和稳定性。
6 弯曲应力1、平面弯曲梁横截面上的正应力计算。
正应力公式是在梁纯弯曲情况下导出的,并被 推广到横力弯曲的场合。
横截面上正应力公式为j zM y I σ=横截面上最大正应力公式为 max zM W σ=2、横力弯曲梁横截面上的切应力计算,计算公式为*2z QS I bτ= 该公式是从矩形截面梁导出的,原则上也适用于槽形、圆形、工字形、圆环形截面梁横截面切应力的计算。
3、非对称截面梁的平面弯曲问题,开口薄壁杆的弯曲中心。
4、梁的正应力强度条件和切应力强度条件为[]max σσ≤[]max ττ≤根据上述条件,可以对梁进行强度校核、截面设计和容许荷载的计算,与此相关的还要考虑梁的合理截面问题。
5、梁的极限弯矩6.1图6-6所示简支梁用其56a 号工字钢制成,试求此梁的最大切应力和同一截面腹板部分在与翼板交界处的切应力。
图 6.1[解] 作剪力图如图(c).由图可知,梁的最大剪力出现在AC 段,其值为max 7575000Q kN N ==利用型钢表查得,56a 号工字钢*247.7310z z S I m -=⨯,最大切应力在中性轴上。
由此得以下求该横截面上腹板与翼板交界处C 的切应力。
此时*z S 是翼板面积对中性轴的面积矩,由横截面尺寸可计算得*3435602116621()9395009.401022z S mm m -=⨯⨯-==⨯ 由型钢表查得465866z I cm =,腹板与翼板交界处的切应力为*max max max max23*max7500012600000126.47.731012.510z a z z z Q S Q MP I I dd S τ--=====⨯⨯⨯⨯a MP 6.12解题范例483750009.40108.6658661012.510fc a MP τ---⨯⨯==⨯⨯⨯6.2长为L 的矩形截面悬臂梁,在自由端作用一集中力F ,已知b =120mm ,h =180mm 、L =2m ,F =1.6kN ,试求B 截面上a 、b 、c 各点的正应力。