§7-提高梁的弯曲强度的措施 PPT

合集下载

提高弯曲强度的措施-19

提高弯曲强度的措施-19

§7-5 提高弯曲强度的措施如前所述,弯曲正应力是影响弯曲强度的主要因素。

根据弯曲正应力的强度条件][max max σσ≤=zW M (a ) 上式可以改写成内力的形式][][max σz W M M =≤ (b ) (b )式的左侧是构件受到的最大弯矩,(b )式的右侧是构件所能承受的许用弯矩。

由(a )和(b )两式可以看出,提高弯曲强度的措施主要是从三方面考虑:减小最大弯矩、提高抗弯截面系数和提高材料的力学性能。

1.减小最大弯矩1)改变加载的位置或加载方式首先,可以通过改变加载位置或加载方式达到减小最大弯矩的目的。

如当集中力作用在简支梁跨度中间时(6-13a ),其最大弯矩为Pl 41;当载荷的作用点移到梁的一侧,如距左侧l 61处(图6-13b ),则最大弯矩变为Pl 365,是原最大弯矩的倍。

当载荷的位置不能改变时,可以把集中力分散成较小的力,或者改变成分布载荷,从而减小最大弯矩。

例如利用副梁把作用于跨中的集中力分散为两个集中力(图6-13c ),而使最大弯矩降低为56.0Pl 81。

利用副梁来达到分散载荷,减小最大弯矩是工程中经常采用的方法。

2)改变支座的位置其次,可以通过改变支座的位置来减小最大弯矩。

例如图6-14a 所示受均布载荷的简支梁,22max 125.081ql ql M ==。

若将两端支座各向里移动 (图6-14b ),则最大弯矩减小为l 2.02401ql ,22max 025.0401ql ql M ==只及前者的51。

图6-15a 所示门式起重机的大梁,图6-15b 所示锅炉筒体等,其支承点略向2.提高抗弯截面系数中间移动,都是通过合理布置支座位置,以减小 的工程实例。

1在截面积高。

例如对截maxM )选用合理的截面形状A 相同的条件下,抗弯截面系数 W 愈大,则梁的承载能力就愈面高度b 的矩形截面梁,梁竖放时h 大于宽度216bh W =;而梁平放时,1226hb W =。

提高构件弯曲强度的措施

提高构件弯曲强度的措施

提高构件弯曲强度的措施摘要:本文从弯曲正应力的强度条件出发,总结推导出要想提高材料弯曲强度应从两方面考虑:一方面是改善梁的受力情况,另一方面是采用合理的横截面形状。

紧接着结合生活中的工程实例,具体讨论了在满足强度条件下如何设计和选择既经济又合理的构件。

关键词:构件;弯曲强度;正应力;弯矩;抗弯截面系数工程结构或机械的各组成部分,如建筑物的梁和柱、机床的轴等,在规定载荷的作用下当然不应被破坏,例如桥梁不可断裂,储气罐不应爆破等。

若构件横截面尺寸不足或形状不合理,或材料选用不当都不能保证工程结构或机械的安全工作。

相反,也不应不恰当的加大横截面尺寸或选用优质材料,这虽然满足了上述要求却多使用了材料和增加了成本,造成浪费。

弯曲强度是材料力学中一条非常的重要的性质,在工程问题中,常常采取一些措施来提高构件的弯曲强度以提高构件的利用率,节约生产成本。

弯曲正应力是控制梁强度的主要因素,(1)式为弯曲正应力的强度条件。

max σ=WM max ≤[]σ (1) 其中max σ为弯曲正应力,max M 为弯矩,W 为抗弯截面系数。

强度条件是设计梁的主要依据。

从这个条件看出,要提高梁的承载能力,应从两方面考虑:一方面是改善梁(构件)的受力情况,以降低max M 的值;另一方面则是采用合理的横截面形状,以提高W 的值,使材料得到充分利用。

下面分几点讨论。

一、减小最大弯矩⑴改变支座的位置首先,应把梁的支座设置在合适的位置,以尽量降低梁内的最大弯矩,相对地说,也就是提高了梁的强度。

以图1.1(a )所示均布载荷作用下的简支梁为例,22max 125.08ql ql M == (2)图1.1若将两端支座各向里移动0.2l ,则最大弯矩减小为22max025.040ql ql M == (3) 只及前者的51。

也就是说按图1.1b 布置支座,承载能力即可提高4倍。

图1.2a 所示门式起重机的大梁,图1.2b 所示锅炉筒体等,其支承点略向中间移动,都是通过合理布置支座位置,以减小max M 的工程实例。

材料力学课件第5章

材料力学课件第5章

M
zM
x
等截面梁
y
注意 当梁为变截面梁时, max 并不一定
发生在|M|max 所在面上.
22
5.3 横力弯曲时梁横截面上的正应力 弯曲正应力强度条件
h
常用图y形Wz
c b
Wz =Iz /ymax
z
Wz
Iz h
bh3 2 12 h
bh2 6
2
h2
h1
y
c
z
Wz
Iz h1
1 ( b1h13 h1 6
z
于是
M
E
Iz
M

1 M
EIz
y
x
代入
E
y得
My
Iz
15
5.2 纯弯曲时梁横截面上的正应力
常用图形y、Iz
h
y
1.矩形
dy
c
y z
Iz
Ay2 d A
h 2
y2b d y bh3
h 2
12
b
y
同理:
Iy
hb3 12
z
Iz
b1h13 12
b2h23 12
c
b2 b1
同理: I y
h1b13 12
y
12 rp
mn
x2
x
x1
12
dx
'=
x2 FN1
FN2
'=
38
5.4 横力弯曲时梁横截面上的切应力 弯曲切应力强度条件
F
Fx 0
FN 2 FN1 dx b
x1
y
12 rp mn
x2
x
12
dx

提高梁弯曲强度的措施习题课

提高梁弯曲强度的措施习题课
100MPa, 不考虑梁旳自重, 按正应力强度条件选择工字钢
旳型号,然后再校核其剪应力强度.
P
Q 4m
A
B
CD
1m 1m
l 10m
解:1)研究起重机:
Q RC RD
P MC (F) 0
RD .2 Q.1 P.5 0 RD 50KN
Y 0
RC RD Q P
RC 10KN
P
Wz
M max
187.5cm3
选50a号工字钢
例8:将直径d=1mm旳钢丝绕在直径为2m旳 卷筒上,试计算在钢丝中产生旳最大应力?
E=250GPa
D 2m
解: 钢丝发生弯曲变形时,产生旳曲率半径为:
1m
E y
max
E
ymax
ymax
d 2
max 100MPa
例9:用力P将放置于地面上旳钢筋提起,若钢筋单位长度 上旳重量为q,当b=2a时,求P=?
M Amax M Bmax M中点max
P.a P.b P (l a b) 4
5)拟定许用载荷:
a b 2m
max
M max W
Mmax 2P W 185 *106 m3
P 14.8KN
例7:用一台最大起重量为150KN和200KN旳吊车,借助一 辅助梁共同吊起一重量为P=300KN旳设备,求:
t h
2t
解:很显然截面旳形心应该偏下
h2
所以中性轴也应该偏下;
h1 h2
z h1
C T
所以截面旳中性轴下列应
yb
该受拉,以上应该受压;
T max
M .h1 W
C max
M .h2 W
最合理旳截面应该满足:

第7章第4节 提高梁的强度和刚度的措施[6页]

第7章第4节  提高梁的强度和刚度的措施[6页]

理。
最大的弯矩值Mmax,比值为1:1/2:1/2
F=ql
ห้องสมุดไป่ตู้
F=ql
A
C
BA
C
BA
l/2 l/2
l/4 l/2 l/4
ql2/4 M图
ql2/8 M图
q B
l ql2/8 M图
+
+
+
上一页 下一页
返回
7.4 提高梁的强度和刚度的措施
在从前几节可知,等直梁上的最大弯曲正应力和 梁上的最大弯矩Mmax 成正比,和抗弯截面系数Wz成 反比。梁的变形和梁的跨度l的高次方成正比,和梁 的抗弯刚度Iz成反比。设计梁时,应满足安全性好而 材料消耗少的目的,即省料、省钱而又尽量提高梁 的强度和刚度。可从以下几方面入手。
最大的挠度ymax
13.0210-3ql4/EI、1.23810-3ql4/EI、0.325510-3ql4/EI
比值约为
1:0.095:0.025
A M图
q
l ql2/8
BA 0.2l
q
q
BA
B
0.6l
0.2l 0.5l 0.5l
ql2/40
ql2/50
ql2/5 0
ql2/6 4
ql2/6 4
ql2/3 2
上一页 返回首页 下一页
7.4.3 合理地布置载荷 当载荷已确定时,合理地布置载荷可以减小梁 上的最大弯矩,提高梁的承载能力。例如,图示桥梁 可简化成一简支梁,其额定最大承载能力系指载荷在 桥中间时的最大值,超出额定载荷的物体要过桥时, 采用长平板车将集中载荷分为几个载荷,就能安全过 桥。吊车采用副梁可以吊起更重的物体也是这个道理。

提高梁抗弯强度的措施

提高梁抗弯强度的措施

合理布置梁上荷载
把集中荷载分散并靠近支座布置 辅梁
F A
l/2 l
F
F/2
F/2
B
l
l
l
4
2
4
合理布置梁上荷载
q
改变支座位置以减小梁的跨 A
B
度,均可降低弯矩的最大值
l
受均布载荷的简支梁
M max

ql 2 8

0.125ql 2
当两端支座分别向跨
中移动a=0.2l时
M max

ql 2 40
0.025ql2
观察与思考
用弹性较好的泡沫塑料做成矩形截面梁,在梁侧面画上 若干与梁轴平行的纵向线及垂直于梁轴的横向线,在梁 两端作用一对力偶使其产生弯曲变形,观察该梁发生弯 曲前后各纵向线的变化情况后,指出梁中何处受拉最大、 何处受压最大、何处既不受拉也不受压。
通过观察可以发现,梁中下边缘受拉最大,上 边缘受压最大,在梁的中间处既不受拉也不受 压,梁的中间层不受力。根据上述分析,合理 的梁截面形状,应使梁在截面面积相同(材料 用量相同)的情况下,减少在中性轴附近处的 材料用量,而把大部分材料布置在距中性轴较 远处,以取得较强的抗弯能力。
0.125ql2 q
C
A
B
D
a
a
l
0.02ql2
0.02ql2
0.025ql2
3. 采用变截面梁 梁的截面是按梁的最大弯矩来设计的,一般情况下,梁的截面各 处是不相同的,因此,为了节约材料,根据工程实际情况可考虑 按各截面的弯矩大小来确定梁的截面尺寸,这种截面随梁 轴位置不同而发生改变的梁叫做变截面梁。工程上常采用形状简 单、接近等强度梁(每一截面上的最大正应力都刚好等于或略小 于材料许用应力的梁)的变截面梁,例如阳台、雨篷的挑梁(图 4-28a),鱼腹式吊车梁(图4-28b)等。

提高梁弯曲强度的主要措施

提高梁弯曲强度的主要措施

提高梁弯曲强度的主要措施弯曲正应力是控制抗弯强度的主要因素。

因此,讨论提高梁抗弯强度的措施,应以弯曲正应力强度条件为主要依据。

由]σ[σmax max ≤=zW M 可以看出,为了提高梁的强度,可以从以下三方面考虑。

(1) 合理安排梁的支座和载荷从正应力强度条件可以看出,在抗弯截面模量z W 不变的情况下,M max 越小,梁的承载能力越高。

因此,应合理地安排梁的支承及加载方式,以降低最大弯矩值。

例如图1(a)所示简支梁,受均布载荷q 作用,梁的最大弯矩为281ql M max =。

图1 简支梁如果将梁两端的铰支座各向内移动0.2l ,如图1(b)所示,则最大弯矩变为2401ql M max =,仅为前者的1/5。

由此可见,在可能的条件下,适当地调整梁的支座位置,可以降低最大弯矩值,提高梁的承载能力。

例如,门式起重机的大梁图2(a),锅炉筒体图2(b)等,就是采用上述措施,以达到提高强度,节省材料的目的。

图2 合理安排梁的支座和载荷(2) 采用合理的截面形状由正应力强度条件可知,梁的抗弯能力还取决于抗弯截面系数W Z 。

为提高梁的抗弯强度,应找到一个合理的截面以达到既提高强度,又节省材料的目的。

比值A W z 可作为衡量截面是否合理的尺度,AW z 值越大,截面越趋于合理。

例如图3中所示的尺寸及材料完全相同的两个矩形截面悬臂梁,由于安放位置不同,抗弯能力也不同。

竖放时662h bh bh A W z == 平放时 662b bh hb A W z == 当h>b 时,竖放时的A W z 大于平放时的AW z ,因此,矩形截面梁竖放比平放更为合理。

在房屋建筑中,矩形截面梁几乎都是竖放的,道理就在于此。

图3矩形梁的不同放置在讨论截面的合理形状时,还应考虑材料的特性。

对于抗拉和抗压强度相等的材料,如各种钢材,宜采用对称于中性轴的截面,如圆形、矩形和工字形等。

这种横截面上、下边缘最大拉应力和最大压应力数值相同,可同时达到许用应力值。

提高梁弯曲强度的措施

提高梁弯曲强度的措施
提高梁弯曲强度的措施
一、概念
梁:以弯曲变形为主要变形形式的杆件。
一、概念
强度:构件抵抗塑性变形或破坏的能力。
一、概念
强度:构件抵抗塑性变形或破坏的能力。
40人死亡,14人受伤,直 接经济损失631万元。
一、概念
强度条件
σmax

Mmax Wz
≤ [σ]
τmax

Fs,maxS*z,max Izb
二、提高梁弯曲强度的措施
抗弯截面系数
Wz ymIzax
Iz A y2dA
C
z
ymax
y z
dA
y
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
(1)合理安排梁上载荷 (2)合理安排梁的支座
2、选择合理的梁的截面形状
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
二、提高梁弯曲强度的措施 工程实例
(a(aF/2
F
A
A
A
l/4 l/l4/4 ll//44
F
BB
ll/4/4 Bl/4
A l/6
M
M
M
l/4 l/4 l/4 l/4
Fl
Fl 8
8
Fl 8
M 5
x3
(b)
x
x
(b) (b)
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
(1)合理安排梁上载荷 (2)合理安排梁的支座
≤ [τ]
二、提高梁弯曲强度的措施
1、合理安排梁的受力
二、提高梁弯曲强度的措施
AA AA
MM MM
FF FF
l/l2/2 l/2l/2
l/l2/2 l/2l/2 F4Fl l FlF4l 44

§7-4提高梁的弯曲强度的措施

§7-4提高梁的弯曲强度的措施

加强连接点的固定
03
确保连接点牢固固定,防止在载荷作用下发生松动或移位,以
提高梁的弯曲强度和稳定性。
05
施加预应力
预应力施加方法
后张法
在混凝土浇筑前,预先在梁内埋设钢绞线,待混凝土硬化后,通过张拉机具对钢绞线施加拉力,使梁 体受到预压应力。
先张法
在浇筑混凝土前,先对钢绞线施加拉力,然后将其固定在梁的模板上,待混凝土硬化后,钢绞线对梁 体施加预压应力。
02
增加梁的支撑
增加梁的支撑点
在梁的中间或两端增加支撑点,可以减小梁的跨度,从而减小梁的弯曲变形和应 力。
支撑点的位置和数量应根据梁的长度、跨度、载荷和支撑结构的刚度等因素进行 合理设计。
优化支撑结构
优化支撑结构的形状和尺寸,以提高其刚度和稳定性,从 而减小梁的弯曲变形和应力。
可以采用加强筋、斜撑、交叉支撑等结构形式,以提高支 撑结构的承载能力和稳定性。
在选择连接方式时,应考虑连接的刚 度和强度,以确保梁在承受载荷时能 够保持稳定。
优化焊接工艺
对于焊接连接,优化焊接工艺参数, 如焊接电流、电压和焊接速度,以提 高焊接质量和强度。
提高连接强度
增加连接件的数量和尺寸
通过增加连接件的数量和尺寸,可以分散载荷并提高梁的弯曲强 度。
增加连接件的厚度
增加连接件的厚度可以提高其承载能力和稳定性,从而提高梁的弯 曲强度。
调整支撑位置
根据梁的载荷和跨度,合理调整支撑 位置,可以优化梁的受力分布,减小 梁的弯曲变形和应力。
调整支撑位置时,需要考虑支撑结构 的可行性和经济性,以及梁的整体稳 定性和承载能力。
03
改变梁的材料
选择高强度材料
高强度钢

提高弯曲强度的措施.

提高弯曲强度的措施.

7-6 提高弯曲强度的措施梁的设计既要保证其具有足够的强度,在荷载作用下能安全的工作,又要节约材料,减轻自重,使其经济合理。

一般情况下,梁的弯曲强度是由正应力控制的,弯曲正应力强度条件max max z []M W σσ=≤是梁弯曲强度计算的主要依据。

要提高梁的强度应从以下几个方面入手:一、采用合理的截面形状1、根据W z /A 的比值选择截面梁能承受的弯矩与抗弯截面系数W z 成正比,而用料的多少又与截面面积A 成正比,所以W z /A 的比值越大越合理。

对截面高度相同而形状不同的截面,可用W z /A 的比值来比较:① 高为h 宽为b 的矩形截面2160.1676bh W h h A bh === ② 直径为h 的圆形截面32320.12584h W h h A h ππ===③ 高为h 的槽形及工字形截面 (0.27~0.31)W h A =可见,槽形及工字形截面最合理,矩形截面次之,圆形截面最差。

这一结论也可用正应力的分布规律得到解释:当距中性轴最远处应力达到相应许用应力时,中性轴上(或附近)的应力分别为零(或较小),这部分材料没有充分发挥作用。

故应把这部分材料移至远离中性轴的位置。

为了充分发挥材料的潜力应将截面面积布置得离中性轴远些为好。

所以,工程上常常采用工字形、环形、箱形截面等截面形式。

2、根据材料的力学特性选择截面对于用抗拉和抗压强度相同的塑性材料制成的梁,宜选用对称于中性轴的截面,如工字形、矩形和圆环形截面。

y 1y 2-max图7-27对于由脆性材料制成的梁,由于抗拉强度小于抗压强度,宜采用中性轴不是对称轴的截面,且应使中性轴靠近强度较低的一侧,如铸铁等脆性材料制成的梁常采用T 形和箱形截面(如图7-27),并使y 1和y 2之比满足下式:+max 11max 22/[]/[]z z My I y My I y σσσσ+--=== 即:截面受拉、受压边缘到的距离与材料的抗拉、抗压许用应力成正比,这样,截面上的最大拉应力和最大压应力同时达到许用应力。

7弯曲4(2)

7弯曲4(2)
2 A A A A A
dy
dy
y b 3
bh3 12
平行轴定理 — 截面对其形心外某轴 z1 的惯性矩等于与之平 行的形心轴zC的惯性矩加上截面面积与两轴距离平方的乘积。
2、组合截面的惯性矩 矩的总和。即 I z y 2dA
A
等于各简单图形面积对中性轴惯性
y 2dA
2a
M
a Fa
F x
[ ]
4.强度计算 按有关设计规范,最大工作应力不超过许用应力的 5% 是允 max [ ] 140.2 140 许的。即 100% 100% 1.43% 5%
140
所以,压板的弯曲正应力强度满足。
例8-18 图示桥式起吊机大梁由32b工字钢制成,跨长l =10m, 材料的许用应力[]=140MPa,电葫芦自重G=0.5kN,梁的自重 不计,求梁能够承受的最大起吊重量F。 解 :1.建立起吊机大梁的力学模型 电葫芦移动到梁跨长的中点,梁中 点C截面有最大的弯矩。 2.画起吊机大梁的弯矩图 F+G
A
l C
B
M max
( F G)l 4
3.查表确定抗弯截面系数得
Wz 726.3cm3
M
(F+G)l/4
4.强度计算
4[ ]Wz 4 140 726.3 103 F G 500 40.2 103 N 40.2kN 3 l 10 10
所以,大梁能够承受的最大起吊重量[F]=40.2kN。
[ ]
课后作业:《建筑力学练习册》 练习二十四
◆ 课节7–7 梁的变形和刚度计算

问题引入 图a轧钢机的轧辊,若弯曲变形过大 ,则轧的钢板薄厚不均,又如图b齿轮传动轴, 若其变形过大,将会影响齿轮的正常啮合,产 生振动和噪音,并造成磨损不均影响使用寿命 等。因此梁还有刚度方面的要求。 一、挠度和转角 图示悬臂梁,作用外力 F ,其轴线 F y 弯成一条平面曲线。 x A B 任意x截面绕中性轴转动了一个角 y 度, x截面形心产生了位移。 x 1. 挠度 — 横截面形心在垂直于梁轴线 l 方向的位移。挠度y向上为正,反之为负。 2.转角 —横截面绕中性轴转过的角度。逆时针为正,反之为负 3.挠曲线方程 挠曲线表示为截面坐标x的连续函数,即 y=f(x) 因横截面转角往往很小,所以(x)tan=f (x)称为转角方程 ,即梁的挠曲线上任一点的斜率等于该点处横截面的转角。

第16讲 提高弯曲强度的措施、薄壁截面的弯曲中心(1)

第16讲  提高弯曲强度的措施、薄壁截面的弯曲中心(1)

第16讲教学方案——提高弯曲强度的措施、薄壁截面的弯曲中心§5-5 提高弯曲强度的措施如前所述,弯曲正应力是影响弯曲强度的主要因素。

根据弯曲正应力的强度条件][max max σσ≤=zW M (a ) 上式可以改写成内力的形式 ][][max σz W M M =≤ (b )(b )式的左侧是构件受到的最大弯矩,(b )式的右侧是构件所能承受的许用弯矩。

由(a )和(b )两式可以看出,提高弯曲强度的措施主要是从三方面考虑:减小最大弯矩、提高抗弯截面系数和提高材料的力学性能。

1.减小最大弯矩1)改变加载的位置或加载方式首先,可以通过改变加载位置或加载方式达到减小最大弯矩的目的。

如当集中力作用在简支梁跨度中间时(6-13a ),其最大弯矩为Pl 41;当载荷的作用点移到梁的一侧,如距左侧l 61处(图6-13b ),则最大弯矩变为Pl 365,是原最大弯矩的56.0倍。

当载荷的位置不能改变时,可以把集中力分散成较小的力,或者改变成分布载荷,从而减小最大弯矩。

例如利用副梁把作用于跨中的集中力分散为两个集中力(图6-13c ),而使最大弯矩降低为Pl 81。

利用副梁来达到分散载荷,减小最大弯矩是工程中经常采用的方法。

2)改变支座的位置其次,可以通过改变支座的位置来减小最大弯矩。

例如图6-14a 所示受均布载荷的简支梁,22max 125.081ql ql M ==。

若将两端支座各向里移动 l 2.0(图6-14b ),则最大弯矩减小为2401ql ,22max 025.0401ql ql M ==只及前者的51。

图6-15a 所示门式起重机的大梁,图6-15b 所示锅炉筒体等,其支承点略向中间移动,都是通过合理布置支座位置,以减小 max M 的工程实例。

2.提高抗弯截面系数1)选用合理的截面形状在截面积A 相同的条件下,抗弯截面系数 W 愈大,则梁的承载能力就愈高。

例如对截面高度h 大于宽度b 的矩形截面梁,梁竖放时2161bh W =;而梁平放时,2261hb W =。

提高弯曲强度的措施.

提高弯曲强度的措施.

7-6 提高弯曲强度的措施梁的设计既要保证其具有足够的强度,在荷载作用下能安全的工作,又要节约材料,减轻自重,使其经济合理。

一般情况下,梁的弯曲强度是由正应力控制的,弯曲正应力强度条件max max z []M W σσ=≤是梁弯曲强度计算的主要依据。

要提高梁的强度应从以下几个方面入手:一、采用合理的截面形状1、根据W z /A 的比值选择截面梁能承受的弯矩与抗弯截面系数W z 成正比,而用料的多少又与截面面积A 成正比,所以W z /A 的比值越大越合理。

对截面高度相同而形状不同的截面,可用W z /A 的比值来比较:① 高为h 宽为b 的矩形截面2160.1676bh W h h A bh === ② 直径为h 的圆形截面32320.12584h W h h A h ππ===③ 高为h 的槽形及工字形截面 (0.27~0.31)W h A =可见,槽形及工字形截面最合理,矩形截面次之,圆形截面最差。

这一结论也可用正应力的分布规律得到解释:当距中性轴最远处应力达到相应许用应力时,中性轴上(或附近)的应力分别为零(或较小),这部分材料没有充分发挥作用。

故应把这部分材料移至远离中性轴的位置。

为了充分发挥材料的潜力应将截面面积布置得离中性轴远些为好。

所以,工程上常常采用工字形、环形、箱形截面等截面形式。

2、根据材料的力学特性选择截面对于用抗拉和抗压强度相同的塑性材料制成的梁,宜选用对称于中性轴的截面,如工字形、矩形和圆环形截面。

y 1y 2-max图7-27对于由脆性材料制成的梁,由于抗拉强度小于抗压强度,宜采用中性轴不是对称轴的截面,且应使中性轴靠近强度较低的一侧,如铸铁等脆性材料制成的梁常采用T 形和箱形截面(如图7-27),并使y 1和y 2之比满足下式:+max 11max 22/[]/[]z z My I y My I y σσσσ+--=== 即:截面受拉、受压边缘到的距离与材料的抗拉、抗压许用应力成正比,这样,截面上的最大拉应力和最大压应力同时达到许用应力。

-提高弯曲梁强度的措施

-提高弯曲梁强度的措施
,以实现最佳的性价比。
对关键部位进行加固处理
对关键部位进行加固处理是提高弯曲梁强度的重要措施之一。对于承受 较大弯矩或剪力的梁,可以通过增加支撑、加强筋、贴板等方法进行加 固处理。
加固处理不仅可以提高梁的强度和稳定性,还可以改善其受力状态,降 低应力集中程度,减少局部破坏的可能性。
加固处理应根据梁的具体情况和受力特点进行设计,确保其合理性和有 效性。同时,还应考虑施工的可操作性和经济性等因素,以实现最佳的 性价比。
提高弯曲梁强度可以防止 其在预期使用寿命内过早 失效,提高结构的使用寿 命。
降低维修成本
通过提高弯曲梁强度,可 以减少维修和更换的频率 ,从而降低维修成本。
提高弯曲梁强度的目的
满足设计要求
根据设计要求,弯曲梁需 要具备一定的强度和刚度 ,以满足结构的功能和使 用要求。
提高结构性能
通过提高弯曲梁强度,可 以提高结构的整体性能, 如抗震性能、抗风性能等 。
优化材料组合与搭配
不同材料的组合
根据实际需求,选择不同材料进 行组合,如钢-铝合金组合、钢复合材料组合等。
材料搭配比例
通过调整不同材料的搭配比例, 实现最佳的强度和刚度性能。
考虑材料加工工艺与性能
热处理
对钢材进行热处理,提高其强度 和韧性。
表面处理
对钢材进行表面处理,如喷丸、渗 碳等,提高其耐磨性和抗疲劳性能 。
04
制造工艺改进
采用先进的制造工艺
01
激光焊接工艺
激光功率密度达到一定水平,使材料在较短的时间内达到融化和汽化而
去除,从而获得特定大小、形状的孔洞,达到提高弯曲梁强度的目的。
02
电子束焊接工艺
电子束焊接是在真空条件下利用加速运动的电子束流撞击工件使接合处
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
0.167h
抗弯截面模量WZ与截面面积A的比值
z zh
y
(0.27~0.31)h
从弯曲强度考虑,比较合理的截面形状,是使用较小的截面面积,却 能获得较大抗弯能力的截面。
在一般截面中,抗弯能力与截面高度的平方成正比。因此,当截面面 积一定时,宜将较多材料放置在远离中性轴的部位。
因此,面积相同时:工字形优于矩形,矩形优于正方形; 环形优于 圆形。
一、合理安排梁的受力情况
1、合理布置梁的支座
Mm ax q82l 0.12q52l
Mm ax q42l00.02q52l
一、合理安排梁的受力情况
1、合理布置梁的支座
q A
l
M图
+
q
B
A
B
l/5
3l/5
l/5
M图
+
-
-
ql2/50
左边梁的最大弯矩值是右边梁的最大弯矩值的5 倍。因此,右边 梁上的载荷还要提高四倍,才能使得其最大弯矩值同左边的相同。因而, 右边梁的承载能力要比左边高四倍,因此说来,合理的布置梁的支座, 对提高梁的弯曲强度是十分必要的。
一、合理安排梁的受力情况
1、合理布置梁的支座
合理的布置载荷。 比较下列两种布置方法:
P
A
B
l/2
l/2
P C A
D B
l/4 l/4 l/4 l/4
+
+
M图
Pl/8
M图
适当增加梁的支座
q
q
A
A B
B
l
l
2
2
l
l
0.125ql2
0.0175ql2
0.03125ql2
§7-4 提高梁的弯曲强度的措施
梁的正应力主要与哪些因素有关:
m
a
x
Mm Wz
a
x[]
与弯矩有关,与抗弯截面模量有关。
弯曲正应力是控制梁弯曲强度的主要因素, 故弯曲正应力的强度条件:
m
a
x
Mm Wz
a
x[]
要提高梁的承载承力,应从两方面考虑: 一方面是合理安排梁的受力情况,以降低Mmax 的值; 另一方面是采用合理的截面形状,以提高W的数值,充分利用材料的性 能。
大家有疑问的,可以询问和交流
可以互相讨论下,但要小声点
改善荷载的布置情况
F
l
l
2
2
M
1 Fl
4
F q
l
l
M
1 Fl
8
二、梁的合理截面
W z1
bh 2 6
hb 2 Wz2 6
Wz1 h 1 Wz2 b
z
z
WZ

bh2 6
WZ

hb2 6
在确定梁的截面形状与尺寸时,除应考虑弯曲正应力强度条件外,还 应考虑弯曲切应力强度条件。
因此,在设计工字形、箱形、T字形与槽型等薄壁截面梁时,也应注意 使腹板具有一定的厚度。
合理选择截面形状,尽量增大Wz值
hb 2
bh 2
6
6
9.72cm3 49cm3 N O 10
0.167a3
0.118a3
Wz / A —单位面积抗弯截面模量

d

形 状
c
z
h
c
y
W z 0.125d A
y b
同时应尽量使拉、压应力同时达到最大值。
min
z
z
max
根据材料特性选择截面
对于抗拉和抗压不相同的脆性材料最好选用关于中性轴不对称的截面
三、等强度梁的概念
采用变截面梁
三、等强度梁的概念
m三、等强度梁的概念
相关文档
最新文档