一、弯曲正应力 正应力强度条件
(一)纯弯曲
梁的横截面上只有弯矩而无剪力时的弯曲,称为纯弯曲。
(二)中性层与中性轴
(1)中性层。杆件弯曲变形时既不伸长也不缩短的一层。
(2)中性轴。中性层与横截面的交线,即横截面上正应力为零的各点的连线。
(3)中性轴位置。当杆件发生平面弯曲,且处于线弹性范围时,中性轴通过横截面形心,且垂直于荷载作用平面。
(4)中性层的曲率。
(三)平面弯曲杆件横截面上的正应力分布规律:正应力的大小与该点至中性轴的垂直距离成正比,中性轴一侧为拉应力,另一侧为压应力
(四)梁的正应力强度条件在危险截面
二、弯曲剪应力与剪应力强度条件
(一)矩形截面梁的剪应力
两个假设:
(1)剪应力方向与截面的侧边平行。
(2)沿截面宽度剪应力均匀分布
(二)其他常用截面梁的最大剪应力
(三)剪应力强度条件
三、梁的合理截面
四、弯曲中心的概念
在横向力作用下,梁分别在两个形心主惯性平面xy和xz内弯曲时,横截面上剪力Qy和Qz作用线的交点,称为截面的弯曲中心,也称为剪切中心。
当梁上的横向力不能过截面的弯曲中心时,梁除了发生弯曲变形外还要发生扭转变形。
弯曲中心的位置仅取决于截面的几何形状和大小,它与外力的大小和材料的力学性质无关。弯曲中心实际上是截面上弯曲剪应力的合力作用点。
因此,弯曲中心的位置有以下特点:
(1)具有两个对称轴或反对称轴的截面,其弯曲中心与形心重合。
(2)有一个对称轴的截面,其弯曲中心必在此对称轴上。
(3)若薄壁截面的中心线是由相交于一点的若干直线段所组成,则此交点就是截面的弯曲中心。
五、梁的变形——挠度与转角
(一)挠曲线
在外力作用下,梁的轴线由直线变为光滑的弹性曲线,梁弯曲后的轴线称为挠曲线。
(二)挠度与转角
梁弯曲变形后,梁的每一个横截面都要产生位移,它包括挠度和转角两部分。
(1)挠度。
(2)转角。
(三)挠曲线近似微分方程
六、积分法计算梁的变形
七、用叠加法求梁的变形(一)叠加原理
几个荷载同时作用下梁的任一截面的挠度或转角,等于各个荷载单独作用下同一截面挠度或转角的总和。
(二)叠加原理的适用条件
叠加原理仅适用于线性函数。要求挠度、转角为梁上荷载的线性函数,必须满足以下条件:
(1)材料为线弹性材料。
(2)梁的变形为小变形。
(3)结构为几何线性。
(三)叠加法的特征
(1)各荷载同时作用下的挠度、转角等于各荷载单独作用下挠度、转角的总和,应该是几何和,同一方向的几何和即为代数和。
(2)梁在简单荷载作用下的挠度、转角
(3)叠加法适宜于求梁某一指定截面的挠度和转角。