第10章直梁 (2)

1、第10章 直梁 (二)重点:1. 拉(压)与弯曲组合变形的强度计算2. 梁的弯曲刚度及提高梁刚度的措施3. 其它失效形式难点:组合变形的强度计算 构件在构件在拉拉伸伸( (压压缩缩) )、剪剪切、切、扭扭转及转及弯弯曲等曲等基本基本变形变形形式下的应力和位移形式下的应力和位移 构件往往同时发生构件往往同时发生两种或两种以上两种或两种以上的基本变形，的基本变形，如几种变形所对应的应力（或变形）属同一量如几种变形所对应的应力（或变形）属同一量级，称为级，称为组合变形组合变形 工程上常见组合变形：拉压弯组合、弯扭组合工程上常见组合变形：拉压弯组合、弯扭组合第四节 拉（压）弯组合变形一、组合变形概述:

2、工程实用工程实用:烟囱，传动轴，吊车梁的立柱烟囱，传动轴，吊车梁的立柱烟囱：自重引起轴向烟囱：自重引起轴向压缩压缩 + + 水平方向的风力而水平方向的风力而引起引起弯曲弯曲，传动轴：在齿轮啮合力的作用下，发生传动轴：在齿轮啮合力的作用下，发生弯曲弯曲 + + 扭转扭转 立柱：荷载不过轴线，为偏心压缩立柱：荷载不过轴线，为偏心压缩 = = 轴向压缩轴向压缩 + + 纯弯曲纯弯曲二、组合变形的研究方法二、组合变形的研究方法 叠加原理叠加原理1.1.外力分析：外力分析：外力向形心简化并沿主惯性轴外力向形心简化并沿主惯性轴 分解分解2.2.内力分析：内力分析：求每个外力分量对应的内力方程和内力求每个外

3、力分量对应的内力方程和内力图，确定危险面。图，确定危险面。画危险面应力分布图，叠加，建立危险画危险面应力分布图，叠加，建立危险点的强度条件。点的强度条件。三、 拉伸(压缩)与弯曲AFF1NtA包括：包括： 轴向拉伸轴向拉伸 ( (压缩压缩) )和弯曲和弯曲 偏心拉（压）偏心拉（压）ZZWlFWM42maxb由拉力F1引起轴向拉伸变形，横截面应力：由横力F2引起轴向拉伸变形，横截面应力：ZWlFF4A21max, t按叠加原理，杆件的最大正应力是危险截面下边按叠加原理，杆件的最大正应力是危险截面下边缘各点处的拉应力缘各点处的拉应力,值为值为: 注意注意:当材料的许用拉应力和许用压应力不相等时，当

4、材料的许用拉应力和许用压应力不相等时，杆内的最大拉应力和最大压应力必须分别满足杆杆内的最大拉应力和最大压应力必须分别满足杆件的拉、压强度条件。件的拉、压强度条件。 第五节 梁的弯曲刚度一、直梁弯曲变形的刚度直梁发生弯曲变形后,其发生的位移主要为:截面形心沿垂直于轴线方向的铅垂位移,称为挠度,以表示截面相对于变形前初始位置所转过的角度,称为转角,以表示 其中: 为挠曲线 方程或挠度方程)(x二、梁弯曲刚度的计算 在工程中,由于梁一般受到多个载荷的作用,因此,一般情况下先得到每一单个载荷作用时的挠度和转角,然后用叠加法求得总的梁的挠度和转角。 各种典型简单载荷的挠度和转角计算公式为：梁在简单载荷作

5、用下的挠度和转角计算公式（1）梁在简单载荷作用下的挠度和转角计算公式（2）梁在简单载荷作用下的挠度和转角计算公式（2）三、 提高梁弯曲刚度的措施提高梁弯曲刚度主要是指减小梁的变形。影响梁变形的因素有：载荷大小、梁的长度、抗弯刚度EI提高梁弯曲刚度的措施有：减少梁的跨度，或在其中间增加支座等，如图：选择合理截面形状，如： 工字形，槽形截面等3. 改善梁所受的外力和内力第六节第六节 构件的其他失效形式简介构件的其他失效形式简介已经学习过的构件的失效形式： 静强度、刚度、稳定性重点 1.静强度、刚度、稳定性概念 2.如何定性提高构件静强度、刚 度、稳定性构件其他失效形式：一、一、 断裂断裂1. 静载

6、断裂静载断裂 原因：静强度不够。原因：静强度不够。2. 冲击断裂冲击断裂 原因原因 断面断面 控制方法控制方法3. 疲劳断裂疲劳断裂原因原因静载静载:变载：脉动循环变化（齿轮）、对称循环变化（轴）变载：脉动循环变化（齿轮）、对称循环变化（轴）变载变载-裂纹（初或缺陷处）裂纹（初或缺陷处）断面断面控制方法：避免应力集中、表面强化、减少缺陷控制方法：避免应力集中、表面强化、减少缺陷二、二、 疲劳点蚀疲劳点蚀(占失效比重最大占失效比重最大 ) 原因原因变载变载-材料疲劳材料疲劳-细小裂纹细小裂纹-裂纹扩展连接裂纹扩展连接-材料剥材料剥落落2.现象现象麻点麻坑麻点麻坑3.控制方法控制方法表面硬度提高表面硬度提高三、磨损三、磨损1）概念：材料表面丧失或转移）概念：材料表面丧失或转移2）危害、后果