【陆工总结材料力学考试重点】之(第5章)
弯曲
1、平面弯曲的特点?
答:
受力特点:在横向力F[如图a)]、或在两个力偶Me作用下[如图b)]均可发生弯曲变形.
变形特点:杆件轴线AB由直线弯曲为一条连续光滑的曲线.
2、弯曲内力的计算一截面法?
答:梁弯曲时,梁的横截面上可能存在剪力(用Fo表示)和弯矩(用M表示)两个内力分量,也可能只存在弯矩一个内力分量,求取方法采用截面法.
3、剪力和弯矩的正负号规定?
答:剪力FQ使截开部分产生顺时针方向转动者为正,反之为负.
弯矩M使杆件产生向上弯曲为正,反之为负.
4、剪力图、弯矩图?
答:以剪力FQ为纵坐标,以杆件轴向方向为×坐标画出图来,就是剪力图.以弯矩M为纵坐标,以杆件轴向方向为×坐标画出图来,就是弯矩图.
5、外部荷载与剪力、弯矩之间的微分关系?
dFq(x) = q(x)dx (即剪力方程FQ(x)的一阶导数为杆件受到的均布荷载q(x))dM(x) = FQ(x) dx )(即弯矩方程M(x)的一阶导数为剪力方程FQ(x))dx²
结论(剪力图和弯矩图的特征):
1)若梁上某段无外力作用,此时,相当于q(x)=0,则剪力为常数、剪力图为水平直线,而弯矩为一次函数、弯矩图则为倾斜直线:
2)梁上某段受均布荷载作用,此时,相当于q(x)=常数,则剪力为一次函数、剪力图为倾斜直线,而弯矩为二次函数、弯矩图为抛物线,且抛物线顶点在FQ(x)=0的截面(因为弯矩的一阶导数等于剪力,根据高数可知:抛物线顶点(极值点)的一阶导数等于0):
3)梁上某处受集中力作用,此时,剪力图在集中力作用处发生突变,突变数值等于集中力,弯矩图在集中力作用处发生转折不发生突变:
4)梁上某处受集中力偶作用,此时,剪力图在集中力偶作用处无变化,弯矩图在集中力偶作用处发生突变,突变数值等于集中力偶.
6、梁弯曲横截面上的正应力公式?
答:oy=y
式中:y为横截面任意一点到中性轴的距离,M为该截面的弯矩,I为截面对中性轴的惯性矩.
最大正应力:max=ymax M
梁弯曲横截面上的正应力分布规律:
7、弯曲梁的强度条件?
答:对于梁来说,当材料一定时,其许用正应力[](即梁能够正常工作时所允许的最大正应力)为一常数,故为了保证梁的强度安全,就必须满足:
8、梁弯曲横截面上的切应力分布规律?
答:切应力分布沿截面高度呈抛物线分布(分布规律如图所示),最大切应力在中性轴处,其值为:
式中:A=bh为横截面的面积,既矩形截面梁的最大切应力是平均切应力的1.5倍.
9、梁的弯曲变形?
答:梁的弯曲变形表征一挠度.
式中:k为系数,可不管:外部受力F可以是均布载荷q、集中力F、集中力偶M:E为材料的弹性模量:Iz为截面对中性轴的惯性矩:n的取值:若外部受力是均布载荷a,n取4,若外部受力是集中力F,n取3,若外部受力是集中力偶M,n取2.