开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
开口薄壁梁弯曲刚度计算
开口薄壁梁弯曲刚度计算
（原创实用版）
目录
1.引言
2.开口薄壁梁的概述
3.弯曲刚度计算方法
4.结论
正文
【引言】
在建筑结构设计中，梁是常见的承重构件，其弯曲刚度直接影响到结构的稳定性和承载能力。
开口薄壁梁作为一种特殊的梁结构，在实际工程应用中具有广泛的应用前景。
本文主要讨论开口薄壁梁的弯曲刚度计算方法。
【开口薄壁梁的概述】
开口薄壁梁是指梁的横截面呈开口状，壁厚较薄的梁。
与普通梁相比，开口薄壁梁具有更高的抗弯强度和抗扭强度，因此可以减轻结构自重，节省材料，降低成本。
但是，由于开口薄壁梁的特殊结构，其弯曲刚度计算方法与普通梁有所不同。
【弯曲刚度计算方法】
在实际工程应用中，开口薄壁梁的弯曲刚度计算通常采用以下方法：
1.考虑壁厚影响的弯曲刚度计算方法：这种方法认为，随着壁厚的减小，弯曲刚度会降低。
因此，在计算开口薄壁梁的弯曲刚度时，需要考虑壁厚的影响。
2.考虑剪切应力影响的弯曲刚度计算方法：这种方法认为，在弯曲过
程中，开口薄壁梁的剪切应力对弯曲刚度产生影响。
因此，需要通过引入剪切应力系数来修正弯曲刚度。
3.考虑弯曲和扭转耦合影响的弯曲刚度计算方法：这种方法认为，在开口薄壁梁的弯曲过程中，扭转会对弯曲刚度产生影响。
因此，需要采用耦合分析的方法，同时考虑弯曲和扭转的影响。
【结论】
开口薄壁梁在实际工程应用中具有重要的意义，其弯曲刚度计算方法对结构设计具有指导作用。
材料力学习题
材料⼒学习题材料⼒学习题训练22-1.求图⽰阶梯状直杆横截⾯1-1﹑2-2和3-3上的轴⼒，并作轴⼒图。
如横截⾯⾯积，，，求各横截⾯上的应⼒。
2-5.图⽰结构中，已知杆之横截⾯为的矩形，当杆横截⾯上的最⼤正应⼒为时，求此时的值。
2-6.直杆在两侧⾯受有沿轴线⽅向均匀分布的载荷（仅在段），其集度为；在端受集中⼒作⽤，。
已知杆横截⾯⾯积，，材料的弹性模量。
求：1、画出轴⼒图； 2、两截⾯的铅垂位3、过两点与轴线夹⾓斜截⾯上的螺杆所⽤材料的屈服点MPa，规定的安全系数n=1.5。
（1）试按强度要求选择⽴柱的直径D；（2）若螺杆的内径d=40mm试校核其强度。
3-1 夹剪如图所⽰。
销⼦C的直径d=5mm。
当加⼒P=0.2kN，剪直径与销⼦直径相同的铜丝时，求铜丝与销⼦横截⾯的平均剪应⼒。
已知a=30mm，b=150mm。
3-2 结构受⼒如图所⽰，若已知⽊材的许⽤切应⼒，试校核⽊接头剪切强度是否安全。
3-3 ⽊梁由柱⽀撑如图所⽰，今测得柱中的轴向压⼒为，若已知⽊梁所能承受的许⽤挤压应⼒。
确定柱与⽊梁之间垫板的尺⼨。
3-4 ⽊构件和由两⽚层合板⽤胶粘接在⼀起，承受轴向载荷作⽤，3-5 ⽔轮发电机组的卡环尺⼨如图所⽰。
已知轴向荷载P=1450kN，卡环材料的许⽤剪应⼒=80MPa，许⽤挤压应⼒=150MPa。
试对卡环进⾏强度校核。
3-6 拉⼒P=80kN的螺栓连接如图所⽰。
已知b=80mm，t=10mm，d=22mm，螺栓的许⽤剪应⼒=130MPa，钢板的许⽤挤压应⼒=300MPa，许⽤拉应⼒ =170MPa。
试校核该接头的强度。
3-7 ⼀托架如图所⽰。
已知外⼒P=35kN，铆钉的直径d=20mm，铆钉都受单剪。
求最危险的铆钉横截⾯上剪应⼒的数值及⽅向。
3-8 销钉式安全离合器如图所⽰，允许传递的外⼒偶矩m=30kN·cm，销钉材料的剪切强度极限=360MPa，轴的直径3-9 图⽰为测定剪切强度极限的试验装置。
开口薄壁杆件抗扭的设计探讨
开口薄壁杆件抗扭的设计探讨作者：曹辉来源：《硅谷》2014年第03期摘要文章对钢梁扭转的受力特点进行分析，总结开口薄壁杆件抗扭概念设计的相关方法，并给出了同时受到弯、剪、扭三种作用力的钢梁强度计算方法，可供设计人员以及施工人员参考。
关键词钢梁抗扭强度计算；抗扭概念设计中图分类号：TU323 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0035-01在钢结构设计中常采用一些薄壁截面的杆件。
若薄壁截面的壁厚中线是一条不封闭的折线或曲线，则称为开口薄壁截面，如设计中常用的工字钢，H型钢，槽钢，T型钢等。
开口薄壁杆件的抗扭要远远小于其抗弯，抗剪承载力。
在实际工程中，总会有一些开口薄壁杆件在弯、剪、扭组合作用下工作。
因此，受扭的开口薄壁杆件的截面尺寸通常取决于抗扭承载力。
1 开口薄壁杆件抗扭概念设计的方法1.1 调整结构布置，改变扭矩的传力途径在钢结构工程中，沿开口薄壁杆件的平面外常常作用弯矩，因而在开口构件截面上将产生扭矩。
如图1所示为钢框架结构梁的平面布置简图，L-1为H型钢梁，其两端与柱刚接（图中用△表示）。
把悬挑梁L-3设置在C点处，由于集中力P对L-3端处的作用，L-1的C点则作用有竖向集中力和弯矩M=Pxe，此时在弯矩M作用下，L-1的横截面上会产生扭矩，即AC段扭矩T1=Mb/L，BC段扭矩T2=Ma/L。
图1 图2假设在L-1的内侧的C点处加设一根开口薄壁构件L-2。
L-2与L-1同样也是刚接，这样使L-2，L-3形成一根单跨外伸梁。
这样由L-2在C点产生的扭矩，可以由L-3的端支座平衡，那么L-1将不再承受扭矩。
在实际工程中，还会遇到在开口薄壁构件上方作用水平力。
如上图，在L-1的顶面作用一水平力P。
对于横截面对称的钢梁来说，在C点作用一弯矩M=Pxh，从而梁L-1在C点承受一扭矩T。
假设将梁L-1旋转90度水平布置，这样在L-1的C点弯矩就由平面外的受力变成了平面内受力（即以跨中集中弯矩的形式传给梁L-1），从而避免钢梁L-1受扭。
开口薄壁梁弯曲刚度计算
开口薄壁梁弯曲刚度计算（原创版）目录1.引言2.开口薄壁梁的概念和特点3.弯曲刚度计算方法4.影响因素分析5.结论正文【引言】在建筑结构设计中，梁是承担结构荷载的重要构件，其中开口薄壁梁由于其结构特点，在实际应用中具有广泛的应用前景。
为了保证开口薄壁梁在受力过程中具有足够的稳定性和安全性，对其弯曲刚度进行精确计算至关重要。
本文将探讨开口薄壁梁弯曲刚度计算方法以及影响因素，以期为实际工程应用提供参考。
【开口薄壁梁的概念和特点】开口薄壁梁是指梁的截面呈开口状，且壁厚较薄的梁。
其主要特点如下：1.结构轻巧：由于薄壁梁的壁厚较薄，因此其质量较轻，有利于减轻结构整体重量。
2.抗弯能力强：薄壁梁的截面形状有利于提高其抗弯能力，使得梁在受力过程中能够更好地承受荷载。
3.节省材料：薄壁梁的结构特点使得其在保证强度的同时，能够有效地节省材料。
【弯曲刚度计算方法】在实际工程中，开口薄壁梁的弯曲刚度通常采用以下方法进行计算：1.欧拉法：欧拉法是一种求解梁弯曲刚度的数值方法，其基本思想是将梁的弯曲问题分解为多个小问题，然后逐个求解。
2.矩阵法：矩阵法是另一种求解梁弯曲刚度的数值方法，其基本思想是将梁的弯曲问题转化为线性代数问题，然后利用矩阵运算求解。
3.有限元法：有限元法是一种广泛应用于固体力学问题的数值方法，其基本思想是将固体划分为多个小单元，然后对每个单元进行求解，最后将各单元的结果合成得到总体结果。
【影响因素分析】开口薄壁梁的弯曲刚度受以下因素影响：1.材料性能：梁的材料性能直接影响其弯曲刚度，如弹性模量、泊松比等。
2.梁截面形状：不同的梁截面形状对弯曲刚度具有不同的影响，如矩形、圆形、椭圆形等。
3.梁的几何尺寸：梁的几何尺寸，如梁高、梁长、壁厚等，也会对弯曲刚度产生影响。
4.荷载条件：梁所承受的荷载类型和大小对弯曲刚度也有影响。
【结论】开口薄壁梁在实际工程中具有广泛的应用前景，对其弯曲刚度进行精确计算是保证结构安全和稳定性的关键。
薄壁杆件力学
薄壁杆件力学一、引言薄壁杆件力学是结构力学的一个重要分支，主要研究薄壁杆件的受力和变形规律。
薄壁杆件广泛应用于航空、航天、汽车、机械等领域，因此对其力学性能的研究具有重要意义。
二、薄壁杆件的基本概念1. 薄壁杆件的定义薄壁杆件是指截面尺寸相对较小，且轴向载荷较大的结构元件。
在实际工程中常见的薄壁杆件有圆管、方管、角钢等。
2. 薄壁杆件的特点（1）强度高：由于其截面尺寸相对较小，因此强度相对较高。
（2）重量轻：由于其截面尺寸相对较小，因此重量相对较轻。
（3）易于加工：由于其截面尺寸相对较小，因此易于加工成各种形状。
三、薄壁杆件受力分析1. 轴向载荷作用下的受力分析当薄壁杆件受到轴向载荷作用时，其受力分析可以采用杆件理论进行计算。
根据杆件理论，薄壁杆件的应力为：σ= F/A其中，σ为应力，F为轴向载荷，A为截面积。
2. 弯曲载荷作用下的受力分析当薄壁杆件受到弯曲载荷作用时，其受力分析可以采用梁理论进行计算。
根据梁理论，薄壁杆件的弯矩为：M= EI/ρ其中，M为弯矩，E为弹性模量，I为截面惯性矩，ρ为曲率半径。
3. 剪切载荷作用下的受力分析当薄壁杆件受到剪切载荷作用时，其受力分析可以采用剪切变形理论进行计算。
根据剪切变形理论，薄壁杆件的剪应力为：τ= F/As其中，τ为剪应力，F为剪切载荷，As为截面面积。
四、薄壁杆件的变形规律1. 轴向变形规律当薄壁杆件受到轴向载荷作用时，其轴向变形规律可以采用杆件理论进行计算。
根据杆件理论，薄壁杆件的轴向变形为：δ= FL/EA其中，δ为轴向变形，F为轴向载荷，L为杆件长度，E为弹性模量，A为截面积。
2. 弯曲变形规律当薄壁杆件受到弯曲载荷作用时，其弯曲变形规律可以采用梁理论进行计算。
根据梁理论，薄壁杆件的弯曲变形为：δ= M L/ EI其中，δ为弯曲变形，M为弯矩，L为跨度长度，E为弹性模量，I为截面惯性矩。
3. 剪切变形规律当薄壁杆件受到剪切载荷作用时，其剪切变形规律可以采用剪切变形理论进行计算。
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度摘要：一、开口和闭口薄壁杆件的定义与特点二、开口和闭口薄壁杆件的强度分析1.强度计算方法2.影响强度的因素三、开口和闭口薄壁杆件的刚度分析1.刚度计算方法2.影响刚度的因素四、开口和闭口薄壁杆件的应用领域五、总结正文：一、开口和闭口薄壁杆件的定义与特点薄壁杆件是指壁厚较薄的构件，广泛应用于建筑、机械、航空航天等领域。
根据端口的开放程度，薄壁杆件可分为开口薄壁杆件和闭口薄壁杆件。
开口薄壁杆件指一端开口，另一端固定的杆件；闭口薄壁杆件则指两端均固定的杆件。
这两种类型的杆件具有轻质、高强度、刚度可调等特点。
二、开口和闭口薄壁杆件的强度分析1.强度计算方法薄壁杆件的强度计算主要采用截面强度理论，包括剪切强度、弯曲强度、扭转强度等。
其中，剪切强度计算公式为τ= V*τ_y/I_y，弯曲强度计算公式为M_b = F*y_b/I_y，扭转强度计算公式为τ_t= G*τ_y/I_y。
2.影响强度的因素影响薄壁杆件强度的因素包括材料性能、截面几何形状、边界条件等。
材料性能主要包括材料的弹性模量、泊松比等；截面几何形状包括截面惯性矩、极惯性矩等；边界条件则包括固定端和自由端等。
三、开口和闭口薄壁杆件的刚度分析1.刚度计算方法薄壁杆件的刚度计算主要采用截面刚度理论，包括剪切刚度、弯曲刚度、扭转刚度等。
其中，剪切刚度计算公式为K_t = G*I_y/a，弯曲刚度计算公式为K_b = G*I_y/y_b，扭转刚度计算公式为K_t = G*I_y/a。
2.影响刚度的因素影响薄壁杆件刚度的因素包括材料性能、截面几何形状、边界条件等。
材料性能主要包括材料的弹性模量、泊松比等；截面几何形状包括截面惯性矩、极惯性矩等；边界条件则包括固定端和自由端等。
四、开口和闭口薄壁杆件的应用领域开口和闭口薄壁杆件广泛应用于各种工程结构中，如建筑中的梁、桁架等；机械中的轴、齿轮等；航空航天中的翼梁、框等。
这些应用场景中，薄壁杆件的轻质、高强度、刚度可调等特点得到了充分发挥。
材料力学客观性习题及答案
绪论部分1-1.构件的强度、刚度和稳定性（）。
（A）只与材料的力学性质有关；（B）只与构件的形状尺寸关（C）与二者都有关；（D）与二者都无关。
1-2.各向同项假设认为，材料内部各点的（）是相同的。
（A）力学性质；（B）外力；（C）变形；（D）位移。
1-3. 根据小变形条件,可以认为（）。
（A）构件不变形；（B）构件不变形；（C）构件仅发生弹性变形；（D）构件的变形远小于其原始尺寸。
1-4.在下列三种力（1、支反力；2、自重；3、惯性力）中，（）属于外力。
（A）1和2；（B）3和2；（C）1和3；（D）全部。
1-5. 在下列说法中，（）是正确的。
A内力随外力的增大而增大；（B）内力与外力无关；（C）内力的单位是N或KN；（D）内力沿杆轴是不变的。
1-6. 一等截面直拉杆如图所示。
在P力作用下，（）。
A横截面a上的轴力最大；B曲截面b上的轴力最大；C斜截面c上的轴力最大； a bD三个截面上的轴力一样大。
1-7. 用截面法求一水平杆某截面的内力时,是对( )建立平衡方程求解的。
(A) 该截面左段; (B) 该截面右段;(C) 该截面左段或右段; (D) 整个杆。
1-8. 在杠杆的某截面上，各点的正应力（）。
A大小一定相等，方向一定平行；(B) 大小不一定相等，但方向一定平行；(C) 大小不一定相等，方向也不一定平行；(D) 大小一定相等，但方向不一定平行。
1-9.在一截面的任意点处，若正应力ζ与剪应力η均不为零，则正应力ζ与剪应力η的夹角为（）。
(A)α＝900；（B）α＝450；（C）α＝00；（D）α为任意角。
1-10. 在下列说法中，（）是错误的。
（A）应变分线应变和角应变两种；（B）应变是变形的度量；（C）应变是位移的度量；（D）应变是无量纲物理量；1-11. 在下列结论中，（）是错误的。
A若物体产生位移，则必定同时产生变形；B若物体各点均无位移，则必定无变形；C若物体产生变形，则物体内总有一些点要产生位移；D位移的大小取决于物体的变形和约束状态。
开口与闭口薄壁杆件的抗弯刚度和抗扭刚度实验研究
开口与闭口薄壁杆件的抗弯刚度和抗扭刚
度实验研究
应变测量试验数据
试验特征：***** 应变片灵敏系数 = 2 记录编号：*****
力学总序
无论是设计师还是建造师，都需要完善的力学知识，否是工程师这条路就会寸步难行。
一定要按规范办事，否则出了问题是要坐牢的！
干一行爱一行，做最卓越的工程师。
有热爱，生命才不悲哀。
实验器材观览
刘东平老师认真细致讲演着实把我们带进了那个工程师的世界，让我对成为卓越工程师的意愿更加明确而强烈。
谢谢老师那期许的目光，让我觉得我可以变得更有才华。
谢谢你，刘东平老师。
刘鸿文《材料力学》考点讲义
２ ． 空间和平面应力状态下最大、 最小正应力和最大、 最小切应力的分布规律 ３ ． 主应力的性质 ４ ． 平面应力状态应力圆（ 莫尔圆） 的画法； 空间应力状态应力圆的特征 ５ ． 广义胡克定律及其应用 ６ ． 平面应变状态分析 本章是材料力学的重点章节， 考研题型容易有与组合变形问题结合的综合性计算大题出现； 另外 也常以填空、 选择、 简答等题型考查相关概念内容。综合看来， 对考点 １ 、 ２ 、 ３ 、 ４的考查多重于概念的 理解； 对考点 ５ 、 ６ 、 ７的考查则重于计算和综合应用。本章内容的考研试题一般都比较灵活， 但是大多 数题目都不限制求解方法， 因此经常可以使用一种方法求解， 而可以用另一种方法校核计算结果； 对 于杆件的组合变形强度计算问题， 要正确使用对应的强度理论， 按照处理思路和解题步骤实施解题过 程， 以保证解题的正确性。 第 ８章㊀组合变形 考点 １ ． 组合变形强度计算问题—四种经典强度理论的应用 ２ ． 截面核心的概念 本章是材料力学的重点章节， 综合性、 总结性均较强， 考研题型必有计算大题出现， 考查组合变形 强度计算问题， 特别容易考查第三和第四强度理论在弯扭组合变形工况下（ 包括超静定结构） 的应用； 另外也常以填空、 选择、 简答等题型考查相当应力和截面核心的相关内容（ 偏重概念的理解） 。 第 ９章㊀压杆稳定 考点 １ ． 压杆稳定性的相关概念 ２ ． 压杆临界载荷和临界应力的计算 ３ ． 提高压杆稳定性的主要措施 本章内容是材料力学关于稳定性问题的专题章节。考研题型易有大题出现， 考查压杆临界载荷 和临界应力的计算， 也偶有涉及压杆临界载荷的 Ｅ ｕ ｌ ｅ ｒ 公式的推导（ 极少） ； 常以填空、 选择、 简答等题 型考查对概念的理解和相应的简单计算。 第１ ０章㊀动载荷 考点 １ ． 匀加速直线运动和匀速转动问题的求解 ２ ． 冲击问题的求解 ３ ． 冲击问题与组合变形问题、 压杆稳定问题的综合问题的求解 本章内容是材料力学关于动载荷问题的专题章节， 是考研的重点章节。考研题型除常以填空、 选 择、 简答等形式考查对概念的理解外， 也常以计算大题考查冲击问题的求解， 包括冲击问题与组合变
幕墙闭口横梁与开口横梁选用分析
幕墙闭口横梁与开口横梁选用分析曾伟清罗多【摘要】目前建筑幕墙市场上,框支承幕墙形式应用非常普遍,其横梁形式有“开口横梁”与“闭口横梁”之分,开口横梁是指幕墙体系中与立柱连接的横向龙骨采用非闭合的截面，与立柱连接完毕后，以扣盖的形式将断面进行闭合的横梁，与立柱的连接通常采用铝合金角码。
闭口横梁是指幕墙体系中与立柱连接的横向龙骨采用完全闭合截面的横梁，与立柱的连接通常采用弹簧销钉、钢销钉等。
本文通过对两种横梁的对比分析，以便大家今后在选用横梁时有所参考、帮助。
【关键词】开口横梁；闭口横梁；横梁角码；横梁插芯；弹簧销钉；钢销钉1.前言在城市化建设中，大多数的建筑物都采用了玻璃幕墙这一新结构，玻璃幕墙存在着美观、个性、晶莹剔透的优势，并能有效地彰显出建筑设计人员的意图。
为了更好地实现建筑幕墙的效果，幕墙设计人员需对幕墙系统进行仔细的斟酌，幕墙横梁是选用开口横梁还是选用闭口横梁就是其中的一项,下面将对两种横梁在外观、结构受力、安装工艺、经济性等方面进行对比分析，以使大家今后在选择横梁上有所参考、帮助。
2.闭口横梁与开口横梁的对比分析2.1两种横梁的外观对比幕墙横梁有明框和隐框两种形式，工程中通常采用的横梁高度一般有65mm、70mm、75mm，横梁宽度与所在工程的受力有关系，可根据结构计算确定，本文以工程中常用的横梁高度70mm，宽度60mm为例，横梁的对比截面图如下：从图中可以看出，两中横梁外观尺寸基本能实现一致，但开口横梁需要扣盖闭合，因此，在室内会比闭口横梁增加两道细小的通长缝隙，通常扣盖朝下放，室内也不会明显看出来，效果亦能接受。
2.2两种横梁的结构受力对比为清楚地显示明、隐框两种横梁的结构性能，拟定横梁在同样的条件下，分别采用专业计算软件进行验算，以表格形式直观显示对比结果。
珠海某工程基本风压为W O=0.85Mpa，地面粗糙度为B类，建筑标高为50m,幕墙分格L=1400mm，横梁上部分格H1=1500mm，下部分格H2=2000mm，面板自重G=0.45kN/m2,横梁采用6063-T5材质，f=90N.mm-2，f v=85N.mm-2，水平方向挠度控制值d flim=L/180=7.78mm，垂直方向挠度控制值d flimv=L/500=2.6mm，横梁计算模型为简支梁。
幕墙闭口横梁与开口横梁研究分析
幕墙闭口横梁与开口横梁研究分析摘要：目前建筑幕墙市场上，框支承幕墙形式应用非常普遍，其横梁形式有“开口横梁”与“闭口横梁”之分，开口横梁是指幕墙体系中与立柱连接的横向龙骨采用非闭合的截面，与立柱连接完毕后，以扣盖的形式将断面进行闭合的横梁，与立柱的连接通常采用铝合金角码。
闭口横梁是指幕墙体系中与立柱连接的横向龙骨采用完全闭合截面的横梁，与立柱的连接通常采用弹簧销钉、钢销钉等。
本文通过对两种横梁的对比分析，以便大家今后在选用横梁时有所参考、帮助。
关键词：开口横梁；闭口横梁；横梁角码；横梁插芯；弹簧销钉；钢销钉一、前言在城市化建设中，大多数的建筑物都采用了玻璃幕墙这一新结构，玻璃幕墙存在着美观、个性、晶莹剔透的优势，并能有效地彰显出建筑设计人员的意图。
为了更好地实现建筑幕墙的效果，幕墙设计人员需对幕墙系统进行仔细的斟酌，幕墙横梁是选用开口横梁还是选用闭口横梁就是其中的一项，下面将对两种横梁在外观、结构受力、安装工艺、经济性上进行对比分析，以使大家今后在选择横梁上有所参考、帮助。
二、闭口横梁与开口横梁的对比分析（一）两种横梁的外观对比幕墙横梁有明框和隐框两种形式，工程中通常采用的横梁高度一般有：65mm、70mm、75mm，横梁宽度与所在工程的受力有关系，可根据结构计算确定，本文以工程中常用的横梁高度70mm，宽度60mm为例，横梁的对比截面图如下：从上图可以看出，两中横梁外观尺寸基本能实现一致，但开口横梁需要扣盖闭合，因此，在室内会比闭口横梁增加两道细小的通长缝隙，通常扣盖朝下放，室内也不会明显看出来，效果亦能接受。
（二）两种横梁的结构受力对比为清楚地显示明、隐框两种横梁的结构性能，拟定横梁在同样的条件下，分别采用专业计算软件进行验算，以表格形式直观显示对比结果。
珠海某工程基本风压为WO=0.85Mpa，地面粗糙度为B类，建筑标高为50m，幕墙分格L=1400mm，横梁上部分格H1=1500mm，下部分格H2=2000mm，面板自重G=0.45kN/m2，横梁采用6063-T5材质，f=90N.mm-2，fv=85N.mm-2，水平方向挠度控制值dflim=L/180=7.78mm，垂直方向挠度控制值dflimv=L/500=2.6mm，横梁计算模型为简支梁。
开口薄壁梁弯曲刚度计算
开口薄壁梁弯曲刚度计算摘要：1.开口薄壁梁弯曲的基本概念2.开口薄壁梁弯曲刚度的计算方法3.影响开口薄壁梁弯曲刚度的因素4.应用实例及分析5.总结与建议正文：开口薄壁梁弯曲刚度计算是工程界关注的重要问题之一。
在各类工程设计中，了解和掌握开口薄壁梁的弯曲刚度对保证结构安全、降低成本具有重要意义。
本文将从基本概念出发，详细介绍开口薄壁梁弯曲刚度的计算方法，分析影响刚度的主要因素，并通过实例进行说明。
最后，对开口薄壁梁弯曲刚度计算进行总结与建议。
一、开口薄壁梁弯曲的基本概念开口薄壁梁是一种横截面在长度方向上呈连续变化的梁，其特点是横截面上存在一个或多个空腔。
在受力过程中，开口薄壁梁的弯曲主要表现为中性轴位置的变化以及弯曲应变沿截面高度的分布。
二、开口薄壁梁弯曲刚度的计算方法开口薄壁梁的弯曲刚度是衡量梁抵抗弯曲变形能力的重要参数。
目前，常用的计算方法有理论分析法、实验测定法和数值模拟法。
1.理论分析法：根据力学原理，建立开口薄壁梁弯曲的数学模型，通过求解微分方程得到弯曲刚度。
2.实验测定法：通过实验装置，测量开口薄壁梁在受力过程中的弯曲变形，从而得到刚度。
3.数值模拟法：利用计算机技术，对开口薄壁梁进行有限元分析，得到梁的弯曲刚度。
三、影响开口薄壁梁弯曲刚度的因素1.材料性能：材料的弹性模量、屈服强度等性能参数对刚度产生直接影响。
2.截面形状：开口薄壁梁的截面形状会影响其弯曲刚度，一般来说，横截面越复杂，刚度越小。
3.长度与宽度比：开口薄壁梁的长度与宽度比会影响其弯曲刚度，长宽比越大，刚度越小。
4.加载方式：不同的加载方式对开口薄壁梁的弯曲刚度产生影响，例如，集中加载时刚度较小。
四、应用实例及分析以下以一个实际工程中的开口薄壁梁为例，进行弯曲刚度计算。
实例：一根长为l、宽为b、高为h的开口薄壁梁，材料为低碳钢，弹性模量为210GPa，屈服强度为300MPa。
在梁的中部施加一集中载荷，求梁的弯曲刚度。
根据弯曲刚度的计算公式，可得：弯曲刚度= E*I其中，E为材料的弹性模量，I为梁的惯性矩。
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度引言：开口和闭口薄壁杆件是工程设计中常见的结构元素，其强度和刚度对于整个结构的稳定性和性能至关重要。
本文将分别就开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度进行探讨，以期对工程设计人员有所帮助。
一、开口薄壁杆件的强度开口薄壁杆件是指在杆件的一侧开有孔洞，常见的有圆孔、方孔等形状。
开口的存在会导致杆件的强度降低，因为开口处的应力集中作用会引起杆件的局部破坏。
为了提高开口薄壁杆件的强度，可以采取以下措施：1. 加强开口处的支撑：在开口处增设加强筋或加厚杆件壁厚，以增加开口处的刚度和强度，使其能够承受更大的荷载。
2. 优化开口形状：选择合适的开口形状可以减小应力集中的程度，从而提高杆件的强度。
例如，将圆孔改为长方形孔可以减小应力集中因子，从而提高杆件的承载能力。
3. 使用高强度材料：选择高强度的材料可以提高开口薄壁杆件的整体强度。
例如，使用高强度钢材可以增加杆件的承载能力，从而提高杆件的强度。
二、开口薄壁杆件的刚度开口薄壁杆件的刚度是指杆件在受到外力作用时变形的程度。
开口的存在会导致杆件的刚度下降，因为开口处的刚度较低，容易发生局部变形。
为了提高开口薄壁杆件的刚度，可以采取以下措施：1. 加强开口处的支撑：在开口处增设加强筋或加厚杆件壁厚，可以增加开口处的刚度，减小变形程度。
2. 优化开口形状：选择合适的开口形状可以减小变形的程度，从而提高杆件的刚度。
例如，将圆孔改为长方形孔可以减小变形的程度，提高杆件的刚度。
3. 使用高刚度材料：选择高刚度的材料可以提高开口薄壁杆件的整体刚度。
例如，使用高弹性模量的材料可以减小变形程度，提高杆件的刚度。
三、闭口薄壁杆件的强度闭口薄壁杆件是指没有开口的杆件，常见的有圆管、方管等形状。
闭口薄壁杆件相较于开口薄壁杆件具有更高的强度，因为闭口杆件不存在应力集中的问题。
为了提高闭口薄壁杆件的强度，可以采取以下措施：1. 增加杆件的壁厚：增加闭口薄壁杆件的壁厚可以提高其强度。
反应堆建筑物中小开口对剪力墙强度和刚度的影响
反应堆建筑物中小开口对强度和剪力墙刚度的影响摘要：一共对26个样品进行了试验用以检测小开口对反应堆建筑物强度和剪力墙刚度的影响。
被测试的参数包括形状，数量和开口安置的地方，以及在开口周围加固方法等。
施加在标本上的反向循环荷载、它们的强度和恢复力特点被用来相互比较以此来理解这些参数的影响。
根据试验结果，用来预测有多个小开口墙体抗剪强度的两种方法得到检验。
一种方法是按照假定的故障线路直接计算强度，另一种方法是在设计时允许估计强度折减系数，同时考虑到开口的影响。
两种方法对于估计剪力墙的大致强度都是很有用的。
它也表明，这种僵硬的墙壁可以使用一种混合多弹簧模型进行评价。
在加强开口周围强度的各种方法中，通过讨论提出加强和有效性的方法，即通过加固墙壁强度是有贡献的一种简单的方法。
1.引言：在反应堆建筑物中由于渗透管道或其他要求不可避免地要有许多开口。
当一堵墙里存在大量开口时，即使开口的尺寸相对其墙体的尺寸较小，根据开口的大小数量和形状的不同，这些开口也能影响剪力墙的结构性能，造成削减其强度，刚度和变形能力的影响。
在日本相应的建筑学会（AIJ）标准（AIJ1998），只有一个开口的剪力墙强度的减少程度是通过水平截面较大的价值损失率或开口面积与墙体表面积比值的平方根来评价的。
此外，1.0减去这个值是为设计实践定义的强度折减系数。
然而，这种减少的因素不能适用于墙体上有大量的小开口的情况。
因此，在日本现行的做法，在每个开口处加强设置以确保抗剪强度等于或超过墙体不开口时的强度。
这会导致开口附近配筋的相互拥挤。
核工程设计156（1995）17-27 小林学者等人（图1）开口尺寸大小和位置（单位：毫米）与此相反，当墙体存在一个大开口时，比如位于隔离墙体中的一个机械门或者空气锁时，隔离墙本身就是精心设计的，同时考虑到开口的影响，借助于先进的程序，如有限元模型进行分析。
为了确定一个能够估算小开口和分组开口剪力墙强度减少程度的方法，并提出在开口处简单有效的加固方法，采用了26个墙体样品进行加载试验。
材料力学课件-第四章 扭转-薄壁杆件的扭转
例2：某等壁厚d闭口薄壁杆受扭矩T，中心线周长S，轴的最大扭转切应力与扭转变形:(1)在 S/2中心线长度上壁厚增加一倍到2d；(2)在很小的局部受损伤壁厚减薄到d/2。
解：(2)第2种情形
局部减薄对积分值影响甚微，可以忽略不计。
最大应力增加一倍。
定性研究结论：强度是局部量，刚度是整体量。
例3：比较扭转切应力与扭转变形
解：
R0
R0
比较
（1）闭口薄壁圆管
（2）开口薄壁圆管
(狭长矩形)
作业 4-22 4-27 4-35 4-36
谢谢
薄壁圆管
思考：公式的精度？
在线弹性情况下，精确解为
思考：公式（1）和（2）的适用范围？
(1)
(2)
误差
T
dx
a
b
c
d
二、闭口薄壁杆的扭转变形
dx
ds
分析方法讨论:
由静力学、几何和物理三方面求解所遇到的困难：几何形状复杂。
新方法探索：
尝试能量法。
一未知量
无未知量
问题可解
二、闭口薄壁杆的扭转变形
假设：切应力沿壁厚均匀分布，其方向平行于中心线 假设依据：
T
dx
a
b
c
d
a
b
c
d
2
1
dx
1
1
2
2
薄，切应力互等定理
利用切应力互等定理，转化为研究纵向截面切应力，利用平衡方程求解.
截面中心线所围面积 的2倍
思考：O点位置可否任选，如截面外？
ds
o
ds
中南大学土木工程学院2016年948《材料力学》考试大纲
中南大学2016年全国硕士研究生入学考试948《材料力学》考试大纲本考试大纲由土木工程学院教授委员会于2015年3月3日通过。
I.考试性质材料力学是工科院校土木工程、交通运输、地质采矿、机电工程、材料科学和工程力学等各专业的一门重要技术基础课。
材料力学考试是为高等院校和科研院所招收硕士研究生而设置的具有选拔性质的全国统一入学考试科目，其目的是科学、公平、有效地测试学生掌握大学本科阶段材料力学课程的基本知识、基本理论，分析方法和实验能力，要求考生能熟练掌握材料力学的基本理论，具有分析和处理一些基本问题的能力，保证被录取者具有较好的分析和解决工程问题的基本素质，以有利于各高等院校和科研院所在专业的择优选拔。
II.考查目标要求考生明确材料力学的研究对象、基本假设，掌握材料力学的基本理论、分析和解决问题的基本方法，具有熟练应用材料力学的分析方法、解决简单工程实际问题的综合能力。
具体要求考生：1、对材料力学的基本概念和基本分析方法有明确的认识。
2、能熟练地绘出杆件在基本变形下的内力图，并进行应力、强度、变形和刚度计算。
3、掌握应力状态和强度理论，掌握组合变形下杆件的强度的计算。
4、掌握简单一次超静定问题的求解方法。
5、了解能量法的基本原理，掌握计算位移的能量方法。
6、了解压杆的稳定性概念，掌握轴向受压杆的临界力与临界应力的计算方法。
7、掌握构件作等加速运动、匀速转动及受冲击作用时的应力和变形计算方法。
8、了解疲劳破坏的特点和基本概念，疲劳极限与影响构件疲劳极限的主要因素。
Ⅲ.考试形式和试卷结构1、试卷满分及考试时间本试卷满分为150 分，考试时间为180 分钟2、答题方式答题方式为闭卷，笔试。
3、试卷内容轴向拉伸与压缩、剪切与扭转、约15 %截面几何性质约 5 %弯曲内力、弯曲应力、弯曲变形约30 %组合变形、应力和应变状态分析、强度理论约20 %能量方法、静不定结构约10 %动载荷和交变应力约10 %压杆稳定约10 %Ⅳ.试卷题型结构选择题、填空题、证明题、计算题Ⅴ.考查内容（一）材料力学概述材料力学的任务与该课程同相关学科的关系，变形固体的基本假设，截面法和内力，应力、变形、应变的概念。
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度摘要：一、引言1.薄壁杆件的应用背景2.开口和闭口薄壁杆件的定义及区别二、开口薄壁杆件的强度和刚度1.开口薄壁杆件的强度计算方法2.开口薄壁杆件的刚度计算方法3.影响开口薄壁杆件强度和刚度的因素三、闭口薄壁杆件的强度和刚度1.闭口薄壁杆件的强度计算方法2.闭口薄壁杆件的刚度计算方法3.影响闭口薄壁杆件强度和刚度的因素四、开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度比较1.强度比较2.刚度比较3.应用场景选择五、结论1.总结开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度特点2.提出针对性的应用建议正文：一、引言薄壁杆件在我国的工程领域中有着广泛的应用，如建筑结构、桥梁结构、机械设备等。
其中，根据壁面的开口情况，薄壁杆件可分为开口薄壁杆件和闭口薄壁杆件。
本文将对这两种类型的薄壁杆件的强度和刚度进行探讨。
二、开口薄壁杆件的强度和刚度1.开口薄壁杆件的强度计算方法开口薄壁杆件的强度主要受到材料强度、壁厚、长度和开口尺寸等因素的影响。
计算时，通常采用材料强度乘以截面模数的方法进行估算。
2.开口薄壁杆件的刚度计算方法开口薄壁杆件的刚度主要受到材料弹性模量、壁厚、长度和开口尺寸等因素的影响。
计算时，通常采用材料弹性模量乘以截面惯性矩的方法进行估算。
3.影响开口薄壁杆件强度和刚度的因素(1) 材料强度和弹性模量：不同的材料具有不同的强度和弹性模量，这将直接影响开口薄壁杆件的强度和刚度。
(2) 壁厚：壁厚的增加可以提高开口薄壁杆件的强度，但会降低其刚度。
因此，在设计时需要权衡壁厚对强度和刚度的影响。
(3) 长度和开口尺寸：长度和开口尺寸的增加都会导致开口薄壁杆件的强度降低，刚度增加。
因此，在设计时需要考虑这些因素对强度和刚度的影响。
三、闭口薄壁杆件的强度和刚度1.闭口薄壁杆件的强度计算方法闭口薄壁杆件的强度计算方法与开口薄壁杆件类似，也需要考虑材料强度、壁厚、长度等因素。
但在闭口薄壁杆件中，需要考虑壁面的闭合对强度的影响。
闭口薄壁杆件
于是单元体abcd的ab边相对于cd也发生了微小的相对错 动，引起单元体abcd的剪切变形。 如图所示：ab边对cd 边相对错动的距离是：
aa' Rd
m
n
d c
m
a e R a e b d b
e
e
d
dx
n
直角abc的角度改变量：
aa ' d R ad dx
1
MC
2
T2
x
B
1
C
2
M
x
0 M B MC T2 0 T2 M B MC＝477.5 2 955N m
3 T3 3
MD
x
D
M
x
0 M D T3 0 T3 M D＝ 637N m
横截面3-3处的扭矩T3也可以利用3—3截面左边的受力平 衡来解决。
max 不超过材料的许用剪切应力
故强度条件为：
。 （4-10）
max
讨论： max 的确定 对于等截面直杆， max 发生在Tnmax 处（扭转最大的截面 处），即：
max
Tn max Wn
（4-11）
对于阶梯形轴，因为Wn不是常量， max 不一定发生在Tnmax 所在的截面。这就要求综合考虑扭矩Tn和抗扭截面模量Wn两 者的变化情况来确定。
§4-6 非圆截面杆扭转的概念 §4-7 薄壁杆件的自由扭转
§4-1 扭转的概念
一、引例
F
F
二、概念
M
作用于杆件上的外力，为两个大小相等、方向相反、且作 用平面垂直于杆件轴线的力偶时，杆件中任意两个横截面即会 发生绕杆件轴线相对转动，这种形式的变形就称为扭转变形。
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开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度
【原创版】
目录
1.薄壁杆件的概述
2.薄壁杆件的强度和刚度定义
3.开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度分析
4.影响开口和闭口薄壁杆件强度和刚度的因素
5.结论
正文
一、薄壁杆件的概述
薄壁杆件是一种常见的工程结构形式，广泛应用于建筑、机械等领域。
与传统的实壁杆件相比，薄壁杆件具有质量轻、结构简单、节省材料等优点，因此在工程中具有很高的实用价值。
然而，由于薄壁杆件的壁厚较薄，其在受力过程中容易发生塑性变形，因此研究其强度和刚度具有重要意义。
二、薄壁杆件的强度和刚度定义
薄壁杆件的强度指的是杆件在受力过程中能承受的最大应力，而刚度则是指杆件在受力过程中产生的应变与所受外力之比。
在实际应用中，为了确保薄壁杆件的安全性和稳定性，需要对其强度和刚度进行合理的分析和计算。
三、开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度分析
1.开口薄壁杆件
开口薄壁杆件是指在杆件的端部存在开口的薄壁杆件。
由于开口的存在，开口薄壁杆件在受力过程中容易发生弯曲和扭转，因此其强度和刚度相对较低。
2.闭口薄壁杆件
闭口薄壁杆件是指在杆件的端部不存在开口的薄壁杆件。
与开口薄壁杆件相比，闭口薄壁杆件在受力过程中不容易发生弯曲和扭转，因此其强度和刚度相对较高。
四、影响开口和闭口薄壁杆件强度和刚度的因素
影响开口和闭口薄壁杆件强度和刚度的主要因素包括材料性能、几何尺寸、受力状态等。
为了提高薄壁杆件的强度和刚度，需要合理选择材料、优化几何尺寸和受力状态。
五、结论
总之，开口和闭口薄壁杆件的强度和刚度是工程中一个重要的研究课题。
通过合理的分析和计算，可以有效地提高薄壁杆件的强度和刚度，从而保证工程的安全性和稳定性。