零件的变形

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一、梁的计算简图

作用在梁上的载荷通常由以下几种形式: ? 集中力 ? 集中力偶 ? 分布载荷

经过简化,梁有三种典型的形式:

1.简支梁 梁的一端为固定铰链支座,另一端为活动铰链支座,如图f所

示。

2.外伸梁 外伸梁的支座与简支梁完全一样,所不同的是梁的一端或者两

端伸出支座以外,如图d所示。

3.悬臂梁 一端固定,另一端自由的梁,如图e所示。

以上三种梁的未知约束反力最多只有三个,应力静力平衡条件就可以确定。

三、梁横截面上的内力-剪力和弯矩

梁如图a所示AB,用截面沿n-n将梁分为左、右两段(图b、c)。若以左段为研究对象,由于外力FA有使左段上移和顺时针转动的作用力,因此,在横截面n-n上必有垂直向下的内力FQ和逆时针转动的内力偶矩....M.与之平衡,如图b所示。

由静力平衡方程即可以求出FQ与M之值

?F?My?0,FA?FQ?0,FQ?FA (F)?0,Fx?M?0,M?FxCAA上面分析可知,AB梁发生弯曲变形时,横截面上的内力有两部分组成:作用线切于截面、通过截面形心并在纵向对称面内的力FQ和位于纵向对称面的力偶M,它们分别称为剪力和弯矩。 工程中,对于一般的梁(跨度与横截面高度之比l/h>5),弯矩起着主要的作用,而剪力则是次要因素,在强度计算中可以忽略。因此,下面仅讨论有关弯矩的一些问题。

弯矩符号规定:梁变形后,若凹面向上,截面上的弯矩为正;反之,若凹面向下,截面上的弯矩为负,如下图所示。 弯矩的计算有以下的规律:若取梁的左段为研究对象,横截面上的弯矩的大小等于此截面左边梁上所有外力(包括力偶)对截面形心力矩的代数和,外力矩为顺时针时,截面上的弯矩为正,反之为负。若取梁的右段为研究对象,方法类似。 有了上述规律后,在实际运算中不必用假想截面将截面截开,再用平衡方程去求弯矩,而可直接利用上述规律求出任意截面上弯矩的值及其转向。

三、弯矩图

为了更形象地表达弯矩沿梁长的变化情况,常需画出梁各截面弯矩的变化规律的图像,这种图像称为弯矩图。

例2-6 简支梁如图所示。咋跨度内某一点集中力的作用,试作此梁的弯矩图。

四、弯矩图的作图规律

由以上例题可以总结弯矩图与载荷之间的几点普遍规律: 1)在两集中力之间的梁段上,弯矩图为斜直线; 2)在集中力的作用处,弯矩图出现折角; 3)在均布载荷作用的梁段上,弯矩图为抛物线。

4)在集中力偶作用处,其左右两截面上的弯矩值发生突变,突变值等于集中力偶矩之值。

利用以上规律,不仅可以检查弯矩图的正确性,而且无需列出弯矩方程式,只需直接求出几个点的弯矩值,即可画出弯矩图。

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