材料力学-梁的挠度

材料力学挠度表材料力学是研究物质受力和变形的学科，而挠度则是描述材料受力后产生的变形程度的重要参数。

挠度表是用来记录不同材料在受力后的挠度数值，对于工程设计和材料选择具有重要的参考价值。

本文将围绕材料力学挠度表展开讨论，介绍挠度的概念、计算方法以及应用。

挠度是指材料在受力作用下产生的弯曲变形，它是描述材料刚度和受力后变形程度的重要参数。

在工程设计中，了解材料的挠度特性对于选择合适的材料以及预测结构在受力后的变形具有重要意义。

因此，建立材料力学挠度表是非常必要的。

计算材料的挠度可以采用不同的方法，其中一种常用的方法是采用梁的挠度公式进行计算。

梁的挠度公式可以根据材料的几何形状、受力情况以及材料的弹性模量等参数来计算材料在受力后的挠度。

另外，有限元分析方法也可以用来计算材料的挠度，它可以更加准确地预测材料在受力后的变形情况。

材料力学挠度表记录了不同材料在受力后的挠度数值，通过对这些数据的比较和分析，可以帮助工程师和设计人员选择合适的材料，并预测结构在受力后的变形情况。

在建筑、机械、航空航天等领域，材料力学挠度表都具有重要的应用价值。

除了用于材料选择和结构设计外，材料力学挠度表还可以用于评估材料的性能和质量。

通过对不同材料在相同受力条件下挠度的比较，可以评估材料的刚度、韧性以及承载能力等性能指标，为材料的质量控制提供参考依据。

总之，材料力学挠度表是记录材料在受力后挠度数值的重要工具，它对于工程设计、材料选择以及质量评估都具有重要的应用价值。

通过对不同材料挠度数据的比较和分析，可以为工程设计和材料选择提供参考依据，同时也可以帮助评估材料的性能和质量。

希望本文的介绍能够对材料力学挠度表的应用和意义有所帮助。

混凝土梁的挠度标准值一、前言混凝土梁的挠度标准值是对于工程设计、施工和验收等方面至关重要的指标。

在建筑工程中，混凝土梁扮演着承载结构的重要角色，其挠度值的合理控制直接关系到结构的稳定性、安全性及使用寿命。

因此，建立一套准确、合理、可靠的混凝土梁挠度标准值标准也成为了重要的任务之一。

本文将从混凝土梁的挠度标准值的计算方法、标准制定、标准修订、标准应用等方面进行详细介绍和探讨。

二、混凝土梁的挠度计算方法混凝土梁的挠度计算方法主要有两种：一种是按照弹性理论计算，另一种是按照非线性理论计算。

在实际工程中，根据不同的需求和条件，可以选择合适的计算方法。

1.弹性理论计算弹性理论计算是指在假设材料力学性能符合线性弹性的前提下，采用数学方法求解混凝土梁的挠度。

其计算公式如下：δ=5qL^4/(384EI)其中，δ为混凝土梁的挠度，q为分布载荷，L为跨度，E为弹性模量，I为截面惯性矩。

此计算方法适用于跨度较小、荷载集中的混凝土梁。

2.非线性理论计算非线性理论计算是指在考虑混凝土裂缝、钢筋滑移和非线性材料力学等因素的前提下，采用数值模拟方法求解混凝土梁的挠度。

其计算方法较为复杂，需要借助计算机进行模拟和分析。

此计算方法适用于跨度较大、荷载分布均匀的混凝土梁。

三、混凝土梁挠度标准制定混凝土梁挠度标准的制定需要考虑到混凝土梁的材料性质、结构形式、荷载类型等多方面因素。

同时，还需要根据工程实践经验和科学研究成果制定出合理可行的标准。

1.标准制定的基本原则（1）科学性：混凝土梁挠度标准应基于科学实验和理论研究成果，确保标准的科学性和可行性；（2）合理性：混凝土梁挠度标准应能够满足工程设计、施工和验收等方面的需求，保证结构的安全性和可靠性；（3）可操作性：混凝土梁挠度标准应具有可操作性，能够在工程实践中得到有效的应用；（4）可比性：混凝土梁挠度标准应具有可比性，能够适用于不同类型和规模的工程。

2.标准制定的主要内容（1）分类标准：混凝土梁挠度标准应根据不同的结构形式和荷载类型进行分类，制定出相应的标准；（2）挠度限值：混凝土梁挠度标准应制定出相应的挠度限值，以保证结构的稳定性和安全性；（3）材料性能：混凝土梁挠度标准应考虑混凝土和钢筋的材料性能，以保证标准的可行性；（4）验收标准：混凝土梁挠度标准应制定出相应的验收标准，以确保工程的质量和安全性；（5）标准修订：混凝土梁挠度标准应根据工程实践和科学研究成果进行定期修订，以适应不断变化的工程需求。

材料力学第9章梁的挠度和刚度计算梁的挠度和刚度计算材料力学第9章引言梁是一种常见的结构元素，在各个工程领域都有广泛的应用。

了解梁的挠度和刚度计算方法对于设计和分析梁的性能至关重要。

本文将介绍材料力学第9章中梁的挠度和刚度计算的相关内容。

1. 梁的挠度计算方法1.1 单点弯曲当梁受到单点弯曲时，可以使用梁的弯曲方程来计算梁的挠度。

梁的弯曲方程可以表达为：δ = (M * L^2) / (2 * E * I)其中，δ为梁的挠度，M为梁的弯矩，L为梁的长度，E为梁的弹性模量，I为梁的截面惯性矩。

1.2 均匀分布荷载当梁受到均匀分布荷载时，梁的挠度计算稍有不同。

可以使用梁的基本方程来计算梁的挠度。

梁的基本方程可以表达为：δ = (q * L^4) / (8 * E * I)其中，δ为梁的挠度，q为梁的均匀分布荷载，L为梁的长度，E为梁的弹性模量，I为梁的截面惯性矩。

2. 梁的刚度计算方法梁的刚度是指梁对外界荷载的抵抗能力。

梁的刚度可以通过计算梁的弯曲刚度和剪切刚度得到。

2.1 弯曲刚度梁的弯曲刚度可以通过梁的截面惯性矩来计算。

弯曲刚度可以表示为：EI = ∫(y^2 * dA)其中，EI为梁的弯曲刚度，y为离梁中性轴的距离，dA为微元面积。

2.2 剪切刚度梁的剪切刚度可以通过梁的截面两点间的剪力和相对位移关系来计算。

剪切刚度可以表示为：GJ = ∫(θ * dA)其中，GJ为梁的剪切刚度，θ为梁的剪切角，dA为微元面积。

3. 示例为了加深对梁的挠度和刚度计算的理解，下面以一根长度为L的梁为例进行计算。

假设梁受到均匀分布荷载q作用，并且梁的截面为矩形截面，梁的宽度为b，高度为h。

根据梁的挠度计算方法，可以得到梁的挠度公式为：δ = (q * L^4) / (8 * E * b * h^3)根据梁的刚度计算方法，可以得到梁的弯曲刚度和剪切刚度公式为： EI = (b * h^3) / 12GJ = (b * h * h^3) / 12通过计算梁的挠度和刚度，可以得到梁的性能参数，进而进行工程设计和分析。

科学技术创新2018.06梁的挠度和转角问题分析王爽焦之森（齐齐哈尔大学建筑与土木工程学院，黑龙江齐齐哈尔161000）对简支梁、外伸梁的变形问题的解析计算方法有很多种，常见的有积分法[1-5]、能量法[1-5]、叠加法[1-5]、奇异函数法[1-5]和共轭梁法[1-5]等，在用积分法求解简支梁、外伸梁的变形问题时须求解多个积分常数，计算繁琐；奇异函数法仍属于积分法，求解过程也须解积分常数；如果仅计算某一截面的位移，能量法较为简单，不过仍须进行积分计算[6]。

本文通过间接叠加法，来介绍简支梁、外伸梁等结构在受载荷作用时挠度及转角问题的简单求解方法，即将简支梁、外伸梁等结构在受载荷作用时挠度及转角问题，转化为有初始转角的悬臂梁受载荷时的变形问题，使简支梁、外伸梁等结构在受载荷作用时挠度及转角问题的求解过程的思维难度得到很大程度的降低，从而问题变得更容易理解。

1原理介绍与例题分析悬臂梁具有一个固定端，当悬臂梁受已经与水平线外荷载作用时，靠近固定端的载面不发生转动，转角为零。

如果有一个悬臂梁，在未荷载时，形成一个小的角度θB ，如图1所示。

图1有初始转角的悬臂梁x 轴为水平方向，梁轴线与x 轴成角θB ，即θB 为初始转角，此梁称为有初始转角的悬臂梁。

在未受荷载时，相对于x 轴，自由端已经有一挠度为θB l 。

根据叠加法，当加一静荷载F 时，自由端的挠度ω=θB l+Fl 33EI 转角为θB +Fl22EI。

应用初始转角悬臂梁概念，只要知道悬臂梁在集中力偶、集中力和均布载荷作用下自由端的挠度和转角公式，就可以通过叠加法，求解简支梁、外伸梁、的变形问题。

跨长l ，刚度EI 的悬臂梁在集中力偶Me ，集中力F ，均布荷载q 作用下，自由端的挠度和转角公式列出如下Mel 22EI ，Mel EI ，Fl 33EI，Fl 23EI ，ql 48EI ，ql 36EI。

下面举几个例子。

例1.如图例2-1所示简支梁端受集中力偶Me 作用，求端截面转角。

材料力学第9章梁的挠度和刚度计算在工程结构中，梁是一种常见的构件，其在承受载荷时会发生弯曲变形。

而梁的挠度和刚度计算是材料力学中的重要内容，对于确保梁的正常工作和结构的安全性具有至关重要的意义。

首先，我们来理解一下什么是梁的挠度。

简单来说，梁的挠度就是梁在受力作用下，横截面形心沿垂直于轴线方向的位移。

想象一下一根水平放置的梁，在受到垂直向下的力时，它会向下弯曲，这个弯曲的程度就是挠度。

那么为什么要计算梁的挠度呢？这是因为过大的挠度可能会影响梁的正常使用功能。

比如，在桥梁结构中，如果梁的挠度过大，可能会导致桥面不平整，影响车辆行驶的舒适性和安全性；在机械零件中，过大的挠度可能会导致零件之间的配合出现问题，影响机器的正常运转。

接下来，我们谈谈梁的刚度。

梁的刚度是指梁抵抗变形的能力。

刚度越大，梁在相同载荷作用下产生的挠度就越小。

刚度与梁的材料特性（如弹性模量）、截面形状和尺寸以及梁的支撑方式等因素有关。

在计算梁的挠度时，通常需要运用一些基本的力学原理和公式。

比如，对于简单的静定梁，可以使用积分法或叠加法来求解挠度和转角方程。

积分法的基本思路是根据梁的弯曲微分方程，通过两次积分得到挠度和转角的表达式。

这个过程需要对梁的受力情况进行详细的分析，确定弯矩方程，然后进行积分运算。

叠加法则是基于线性叠加原理。

如果梁同时受到多个载荷的作用，可以先分别计算每个载荷单独作用时梁的挠度和转角，然后将这些结果进行叠加，得到最终的挠度和转角。

然而，实际工程中的梁往往比较复杂，可能是超静定梁，或者具有变截面、非均布载荷等情况。

对于这些复杂的梁，我们可能需要借助更高级的力学方法，如力法、位移法或者有限元法来进行分析。

在进行梁的挠度和刚度计算时，还需要考虑一些实际因素。

例如，材料的非线性特性在某些情况下不能忽略。

当梁所承受的载荷较大时，材料可能会进入塑性阶段，此时弹性模量不再是一个常数，需要采用相应的塑性力学理论进行分析。

另外，温度变化也可能会对梁的挠度产生影响。

材料力学挠度计算公式材料力学是研究物体在外力作用下的变形和破坏规律的学科。

在工程实践中，我们经常需要计算材料的挠度，以便设计和分析结构的性能。

挠度是描述材料在外力作用下产生的弯曲变形程度的物理量，对于工程结构的稳定性和安全性具有重要意义。

在本文中，我们将介绍材料力学中常用的挠度计算公式，帮助读者更好地理解和应用这一知识。

在材料力学中，挠度的计算通常涉及到梁的弯曲理论。

对于简支梁和悬臂梁，其挠度计算公式可以分别表示为：简支梁的挠度计算公式为：\[ \delta = \frac{5qL^4}{384EI} \]其中，δ为梁的挠度，q为单位长度上的集中力或均布载荷，L为梁的长度，E 为弹性模量，I为截面惯性矩。

悬臂梁的挠度计算公式为：\[ \delta = \frac{FL^3}{3EI} \]其中，δ为梁的挠度，F为悬臂端点的集中力，L为梁的长度，E为弹性模量，I为截面惯性矩。

除了简支梁和悬臂梁外，我们还需要了解其他类型梁的挠度计算公式。

例如，对于悬臂梁上的集中力作用点处的挠度计算公式为：\[ \delta = \frac{FL^2}{6EI} \]对于两端固支梁的挠度计算公式为：\[ \delta = \frac{FL^3}{48EI} \]这些挠度计算公式在工程实践中具有广泛的应用，能够帮助工程师和设计师准确地预测和分析结构的变形情况，从而指导工程设计和施工。

在实际工程中，我们还需要考虑材料的非线性和几何非线性对挠度的影响。

对于这种情况，我们需要采用有限元分析等更为复杂的方法来进行挠度的计算。

在这里，我们不再详细介绍这些方法，但需要强调的是，在实际工程中，我们需要根据具体情况选择合适的挠度计算方法，以确保计算结果的准确性和可靠性。

总之，材料力学中的挠度计算是工程实践中的重要内容，它直接关系到结构的稳定性和安全性。

通过了解和掌握挠度计算公式，我们能够更好地理解结构的变形规律，为工程设计和分析提供有力的支持。

材料力学（土）笔记第五章 梁弯曲时的位移1．梁的位移——挠度及转角为研究等直梁在对称弯曲时的位移取梁在变形前的轴线为x 轴，梁横截面的铅垂对称轴为y 轴而xy 平面即为梁上荷载作用的纵向对称平面梁发生对称弯曲变形后，其轴线将变成在xy 平面内的曲线1AC B度量梁变形后横截面位移的两个基本量是挠度：横截面形心（即轴线上的点）在垂直于x 轴方向的线位移ω转角：横截面对其原来位置的角位移θ 梁变形后的轴线是一条光滑的连续曲线，且横截面仍与该曲线保持垂直因此横截面的转角θ也就是曲线在该点处的切线与x 轴之间的夹角度量等直梁弯曲变形程度的是曲线的曲率梁的变形还受到支座约束的影响通常就用这两个位移量来反映梁的变形情况梁轴线弯曲成曲线后，在x 轴方向也将发生线位移 但在小变形情况下，梁的挠度远小于跨长，梁变形后的轴线是一条平坦的曲线横截面形心沿x 轴方向的线位移与挠度相比属于高阶微量，可略去不记因此在选定坐标后，梁变形后的轴线可表达为()f x ω=式中，x 为梁在变形前轴线上任一点的横坐标；ω为该点的挠度梁变形后的轴线称为挠曲线，在线弹性范围内，也称为弹性曲线上述表达式则称为挠曲线（或弹性曲线）方程由于挠曲线为一平坦曲线，故转角θ可表达为''tan ()f x θθω≈== 称为转角方程即挠曲线上任一点处的切线斜率'ω可足够精确地代表该点处横截面的转角θ 由此可见，求得挠曲线方程后，就能确定梁任一横截面挠度的大小，指向及转角的数值 正值的挠度向下，负值的挠度向上正值的转角为逆时针转向，负值的转角为顺时针方向2．梁的挠曲线近似微分方程及其积分为求得梁的挠曲线方程，利用曲率κ与弯矩M 间的物理关系，即 1M EIκρ== 式中曲率κ为度量挠曲线弯曲程度的量，是非负的这是梁在线弹性范围内纯弯曲情况下的曲率表达式在横力弯曲时，梁横截面上除弯矩M 外尚有剪力S F 但工程用梁，其跨长l 一般均大于横截面高度的10倍剪力S F 对于梁位移的影响很小，可略去不计，故该式子依然适用式中的M 和ρ均为x 的函数，即1()()()M x x x EIκρ== 在数学中，平面曲线的曲率与曲线方程导数间的关系有'''23/21()(1)x ωρω=±+ 取x 轴向右为正，y 轴向下为正时曲线凸向上时''ω为正，凸向下时为负而按弯矩的正、负号规定，梁弯曲后凸向下时为正，凸向上为负，符号相反于是得到 '''23/2()(1)M x EIωω=-+ 由于梁的挠曲线为一平坦曲线，因此，'2ω与1相比十分微小可以略去不计故上式可近似的写为 ''()M x EIω=-上式略去了剪力S F 的影响，并略去了'2ω项 故称为梁的挠曲线近似微分方程若为等截面直梁，其弯曲刚度EI 为一常量，上式可改写为''()EI M x ω=-对于等直梁，上式进行积分，并通过由梁的变形相容条件给出的边界条件确定积分常数 即可求得梁的挠曲线方程当全梁各横截面上的弯矩可用单一的弯矩方程表示时，梁的挠曲线近似微分方程仅有一个 将上式的两端各乘以dx ，经积分一次，得'1()EI M x dx C ω=-+⎰再积分一次，即得12[()]EI M x dx dx C x C ω=-++⎰两式子中积分常数1C 、2C 可通过挠曲线的边界条件确定例如在简支梁中，左右铰支座处的挠度均等于零在悬臂梁中，固定端处的挠度和转角均等于零确定积分常数1C 、2C 后，就分别得到梁的转角方程和挠曲线方程从而可以确定任一横截面的转角和挠度1C 和2C 的几何意义 由于以x 为自变量，在坐标原点即0x =处的定积分恒等于零因此，积分常数'100x C EI EI ωθ===，20C EI ω=式中，0θ和0ω分别表示坐标原点处截面的转角和挠度若梁上的荷载不连续即分布荷载在跨度中间的某点处开始或结束，以及集中荷载或集中力偶作用处梁的弯矩需分段写出，各段梁的挠曲线近似微分方程也随之不同在对各段梁的近似微分方程积分时，均将出现两个积分常数为确定这些积分常数，除需利用支座处的约束条件外还需利用相邻两段梁在交界处位移的连续条件例如左、右两段梁在交界处的截面应具有相等的挠度和转角不论是约束条件和连续条件，均发生在各段挠曲线的边界处故均成为边界条件，即弯曲位移中的变形相容条件遵循两个原则①对各段梁，都是从同一坐标原点到截面之间的梁段上的外力列出弯矩方程所以后一段梁的弯矩方程包括前一段的弯矩方程的新增的()x a -项②对()x a -项的积分，以()x a -作为自变量于是由x a =处的连续条件，就能得到两段梁上相应的积分常数分别相等的结果 对于弯矩方程需分为任意几段的情况，只要遵循上述规则同样可以得到各梁段上相应的积分常数分别相等的结果从而简化确定积分常数的运算3．按叠加原理计算梁的挠度和转角梁在微小变形条件下，其弯矩与荷载成线性关系 在线弹性范围内，挠曲线的曲率与弯矩成正比当挠度很小时，曲率与挠度间呈线性关系梁的挠度和转角均与作用在梁上的荷载成线性关系在这种情况下梁在几项荷载（如集中力、集中力偶或分布力）同时作用下某一横截面的挠度或转角 就分别等于每项荷载单独作用下该截面的挠度或转角的叠加，即为叠加原理 已知梁在每项荷载单独作用下的挠度和转角表则按叠加原理来计算梁的最大挠度和最大转角将较为方便4．奇异函数·梁挠曲线的初参数方程5．梁的刚度校核·提高梁的刚度的措施5.1 梁的刚度校核对于梁的挠度，其许可值通常用许可挠度与跨长之比值[]l ω作为标准 梁的刚度条件可表达为 max[]ll ωω≤ max []θθ≤ 一般土建工程中的构件，强度要求是主要的刚度要求一般处于从属地位但当对构件的位移限制很严，或按强度条件所选用的构件截面过于单薄时刚度条件也可能起控制作用5.2 提高梁的刚度的措施由梁的位移表可见梁的位移（挠度和转角）除了与梁的支承和荷载情况有关还与其弯曲刚度EI 成反比，与跨长l 的n 次幂成正比减小梁的位移，可采取下列措施①增大梁的弯曲刚度EI②调整跨长和改变结构5．梁内的弯曲应变能当梁弯曲时，梁内将积蓄应变能梁在线弹性变形过程中弯曲应变能V ε在数值上等于作用在梁上的外力所作的功W梁在纯弯曲时各横截面上的弯矩M 为常数，并等于外力偶矩e M当梁处于线弹性范围内e EI EI θρ=== θ与e M 呈线性关系直线下的三角形面积就代表外力偶所作的功W ，即12e W M θ=从而得纯弯曲时梁的弯曲应变能 12e V M εθ=即得2222e M l M l V EI EIε== 横力弯曲时，梁内应变能包含两个部分：与弯曲变形相应的弯曲应变能和与切应变形相应的剪切应变能对于弯曲应变能，取长为dx 的梁段，其相邻两横截面的弯矩应分别为()M x 和()()M x dM x +在计算微段的应变能时，弯矩的增量为一阶无穷小，可略去不计 计算器弯曲应变能为2()2M x dV dx EIε= 全梁的弯曲应变能则可通过积分求得为2()2l M x V dx EIε=⎰ 式中，()M x 为梁任一横截面上的弯矩表达式 当各段梁的弯矩表达式不同时，积分需分段进行梁的剪切应变能远小于弯曲应变能，可略去不计。