工程力学（静力学与材料力学）（范钦珊）－7B－弯曲强度2（应力分析与强度计算）.pptVIP

? 弯曲强度设计过程 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 强度设计通常包含解决下列三类强度问题：强度校核、截面形状与尺寸设计、确定许用载荷。根据前述设计准则，强度设计一般应遵循以下计算过程。 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 ? 首先，要正确地画出剪力图和弯矩图，确定剪力绝对值和弯矩绝对值最大作用面及其数值，以便确定可能危险面。 ? 根据危险面上内力的实际方向，确定应力分布，综合考虑材料的力学性能，确定可能的危险点。 ? 根据危险点的类型选择相应的强度条件，解决不同类型的强度问题。 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 对于强度核核，只需对不同的危险点，验算相关的强度设计准则是否满足。若满足，则杆件强度安全；否则不安全。 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 对于截面尺寸设计，若材料的拉、压许用应力相等，可先按照最大正应力点的设计准则确定所需的最小弯曲截面系数 对于拉、压许用应力不等的脆性材料，则按最大拉应力和最大压应力计算所需的最小弯曲截面系数 进而根据截面的形状确定截面的尺寸。确定截面尺寸之后，再对其它的可能危险点的强度加以校核。若强度满足要求，设计即告完成；否则，还要改变截面或尺寸，重复上述运算，直至所有可能危险点都满足设计准则为止。 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 对于确定梁的许可载荷，也是先从最大正应力点的设计准则出发，计算出许可载荷值，然后再对其它可能的危险点按前述步骤作强度校核。 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 需要指出的是，对于实心截面细长杆件，在一般受力形式下，横截面上的正应力远大于切应力，多数情形下，只要保证最大正应力点具有足够的强度，就可以保证其它可能的危险点具有足够的强度，因而可以不对这两类危险点进行强度校核。对于薄壁截面，特别是非轧制型钢的组合截面，这两类危险点都必须校核其强度。 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 斜弯曲的强度条件 最大正应力点的强度条件与平面弯曲时相同，即 与一般弯曲强度设计不同的是，斜弯曲情形下，危险面上有两个不同方向的弯矩作用。因此，需要根据两个弯矩所引起的应力分布确定危险点的位置以及危险点的应力数值。而且，对于截面尺寸设计，一般弯曲情形下，可以一次求得结果；在斜弯曲情形下，则必须通过若干次试算。本节将通过具体算例，说明这一过程。 横向载荷和轴向载荷作用时强度条件 ? 弯曲强度计算 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 最大正应力点的强度条件与平面弯曲时相同，即 当杆件同时受有横向载荷和轴向载荷作用，横截面上不仅有弯矩和剪力两种内力分量，还会有轴力。因此，横截面上的正应力分布也将不同于弯曲的情形。这种情形下，不仅杆件的危险面和危险点的位置还发生变化，而且危险点的应力数值将发生变化。 ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 薄壁截面梁弯曲时的特有现象 一般情形下梁发生横向弯曲时，不仅会产生弯曲变形，而且还会发生扭转。 当外力的作用线通过某一特定点时，梁将只产生弯曲，而不发生扭转。 ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 ? 薄壁杆件弯曲时为什么会发生扭转现象？ ? 外力的作用线通过哪一点就不会发生扭转？ ? 这一点的位置怎样确定？ ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 通过考察微段的局部平衡确定剪应力流的方向 x dx FQ FQ M M+dM A* A* A* FN* FN*+d FN* ?′ ? A* FN* FN*+d FN* ?′ ? ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 A* FN* FN*+d FN* ?′ ? A* FN* FN*+d FN* ?′ ? ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 FQ FQ+dFQ M M+dM A* A* FT FT FQ 薄壁截面上的弯曲剪应力（分布力系） 薄壁截面上的弯曲剪应力组成的合力 剪应力流及其合力 ? 弯曲剪应力分析 第7章B 弯曲强度(2)－应力分析与强度计算 弯曲中心的概念