材料力学-正应力计算.
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截面正应力
截面正应力是指物体在截面上的正应力分布情况,也即截面上的应力沿着截面的方向变化规律。正应力是指沿着所考虑截面的法向方向作用的应力,它是截面上单位面积上的力的大小。
截面正应力是材料力学中一个重要的概念,对于材料的强度和稳定性具有重要的影响。了解截面正应力的分布情况可以帮助我们更好地设计和使用材料。
截面正应力的分布情况与所受力的作用方式和力的分布有关。在受到均匀分布的轴向拉力作用时,截面正应力分布是均匀的,即截面上各点的正应力大小相等。而在受到集中力的作用时,截面正应力分布则会出现不均匀的情况,即截面上各点的正应力大小不相等。
截面正应力的分布情况还与物体的几何形状有关。在矩形截面上,正应力分布呈现出线性分布的特点,即正应力随距离的增加而线性增加或减小。而在圆形截面上,正应力分布呈现出较为复杂的特点,需要通过数学模型进行分析和计算。
截面正应力的大小与材料的强度密切相关。当截面正应力超过材料的屈服强度时,材料会发生塑性变形或破坏。因此,在工程设计中需要根据截面正应力的大小合理选择材料和截面形状,以确保结构的安全可靠。
在实际工程中,我们常常需要对截面正应力进行分析和计算。这需要借助于力学理论和工程数学方法,通过建立适当的数学模型,求解截面上的应力分布和应力大小。通过对截面正应力的分析和计算,可以评估和优化结构的强度和稳定性,为工程设计提供科学依据。
截面正应力是材料力学中的重要概念,对于材料的强度和稳定性具有重要的影响。了解截面正应力的分布情况可以帮助我们更好地设计和使用材料,提高结构的安全可靠性。在实际工程中,对截面正应力的分析和计算是必不可少的,需要借助于力学理论和工程数学方法,通过建立适当的数学模型,求解截面上的应力分布和应力大小。通过合理评估和优化截面正应力,可以为工程设计提供科学依据。
材料力学三个主应力计算公式
1材料力学三个主应力计算公式
材料力学是用物理学的方法研究材料在外加拉力、轴向力、压力
等机械荷载作用下的弹性和非弹性变形行为的一门学科。这里我们主
要讲解三个主要的应力计算公式,它们是拉伸应力公式、压缩应力公
式和弯曲应力公式。
1拉伸应力公式
拉伸应力公式是研究材料受到拉力的变形的一个主要的应力计算
公式。对一般的条件,拉伸应力公式可以表示为:σ=F/A,其中σ
是拉伸作用下材料的应力,F为拉力的大小,A是拉力所作用的面积。
2压缩应力公式
压缩应力公式是研究材料受到压缩的变形的一个主要的应力计算
公式。对一般的条件,压缩应力公式可以表示为:σ=F/A,其中σ
是压缩作用下材料的应力,F为压缩力的大小,A是压缩力所作用的面
积。
3弯曲应力公式
弯曲应力公式是研究材料受到弯曲的变形的一个主要的应力计算
公式。对一般的条件,弯曲应力公式可以表示为:σ=M/I,其中σ
是弯曲作用下材料的应力,M为弯矩的大小,I是受到弯矩作用的轴状
截面积的矩。弯曲应力几何关系可以表示为:σm=E⋅(1/R)⋅σ=E⋅(1/r)⋅截面有效截面积,其中R和r分别是弯曲的半
径和有效截面的半径。
以上是关于材料力学三个主要的应力计算公式,也就是拉伸应力
公式、压缩应力公式和弯曲应力公式的介绍。通过对这些公式的学
习,可以深入了解材料的变形以及如何从力学的角度来衡量材料的应
力。
1、钢受均布荷载
(1)工字钢力学正应力计算:
根据材料力学正应力计算公式:
max
M max
W
,
其中:
12#矿用工字钢的许用应力
510 MPa
12#矿用工字钢抗弯截面 W系数为 144.5 cm 3
最大弯矩 M max 0.125ql 2
q 为顶板作用在工字钢上的压力
工字钢长度 l 按 4 米计算
得出: 510 106 0.125 q 46 2 ,
144.5 10
510 106 144. 5 10 6
36847.5N q 0.125 4 2
(2)工字钢最大弯曲下沉量计算:
根据工字钢挠度计算公式: max 5ql 4 384EI
其中:
q 已计算得出为
工字钢长度 l 按 4 米计算弹性模量 E=206GPa 12#工字钢惯性矩为 867.1cm4
得出: max 5 36847.5 44 0.068
206 109 867.1 10 8 384
2、工字钢受集中荷载
(1)工字钢力学正应力计算:
根据材料力学正应力计算公式:
max
M max
W
,
其中:
12#矿用工字钢的许用应力
510 MPa
12#矿用工字钢抗弯截面 W系数为 144.5 cm 3
最大弯矩 M max 0.25Fl 2
F 为顶板作用在工字钢上的压力
工字钢长度 l 按 4 米计算
得出: 510 106 0.25 F 46 2 ,
144.5 10
510 106 144.5 10 6
F 0.25 42 18423 .75N
(2)工字钢最大弯曲下沉量计算:
根据工字钢挠度计算公式: Fl 3
max
48EI
其中:
q 已计算得出为
工字钢长度 l 按 4 米计算弹性模量 E=206GPa 12#工字钢惯性矩为 867.1cm4
得出: max 18423 .75 43 0.0013
材料⼒学公式⼤全
材料⼒学常⽤公式1.外⼒偶矩计算公式(P功率,n转速)
2.弯矩、剪⼒和荷载集度之间的关系式
3.轴向拉压杆横截⾯上正应⼒的计算公式(杆件横截⾯
轴⼒F N,横截⾯⾯积A,拉应⼒为正)4.轴向拉压杆斜截⾯上的正应⼒与切应⼒计算公式(夹⾓a 从x轴正⽅向逆时针转⾄外法线的⽅位⾓为正)
5.纵向变形和横向变形(拉伸前试样标距l,拉伸后试样标距l1;
拉伸前试样直径d,拉伸后试样直径d1)
6.纵向线应变和横向线应变
7.泊松⽐
8.胡克定律
9.受多个⼒作⽤的杆件纵向变形计算公式?
10.承受轴向分布⼒或变截⾯的杆件,纵向变形计算公式
11.轴向拉压杆的强度计算公式
12.许⽤应⼒,脆性材料,塑性材料
13.延伸率
14.截⾯收缩率
15.剪切胡克定律(切变模量G,切应变g )
16.拉压弹性模量E、泊松⽐和切变模量G之间关系式
17.圆截⾯对圆⼼的极惯性矩(a)实⼼圆
(b)空⼼圆
18.圆轴扭转时横截⾯上任⼀点切应⼒计算公式(扭矩T,所求点
到圆⼼距离r)19.圆截⾯周边各点处最⼤切应⼒计算公式
20.扭转截⾯系数,(a)实⼼圆
(b)空⼼圆21.薄壁圆管(壁厚δ≤ R0 /10 ,R0为圆管的平均半径)扭转
切应⼒计算公式22.圆轴扭转⾓与扭矩T、杆长l、扭转刚度GH p的关系式
23.同⼀材料制成的圆轴各段内的扭矩不同或各段的直径不同(如
阶梯轴)时或24.等直圆轴强度条件
25.塑性材料;脆性材料
26.扭转圆轴的刚度条件? 或
27.受内压圆筒形薄壁容器横截⾯和纵截⾯上的应⼒计算公式
,
28.平⾯应⼒状态下斜截⾯应⼒的⼀般公式,
29.平⾯应⼒状态的三个主应⼒,
,
30.主平⾯⽅位的计算公式
31.⾯内最⼤切应⼒
32.受扭圆轴表⾯某点的三个主应⼒,,
33.三向应⼒状态最⼤与最⼩正应⼒ ,
34.三向应⼒状态最⼤切应⼒
35.⼴义胡克定律
36.四种强度理论的相当应⼒
37.⼀种常见的应⼒状态的强度条件,
38.组合图形的形⼼坐标计算公式,
39.任意截⾯图形对⼀点的极惯性矩与以该点为原点的任意两正