受到弯矩的杆件,其承载力与杆件截面的什么有关?

受到弯矩的杆件,其承载力与杆件截面的什么有关?,第1张

截面惯性矩越大其受弯承载力越大,可以通过弯曲正应力公式得出结论,截面计算最大应力处在构件的边缘,由于构件选定了材料其材料的最大拉应力也是一个定值,通过公式可知当材料截面的惯性矩越大,计算得到的最大应力越小也就越能满足材料自身的应力要求。

一根梁,截面高度H,宽B,

如果弯矩是绕宽度方向的,求弯矩引起的应力,抗弯模量为W=BH平方/6;

如果弯矩绕是高度方向的,求弯矩引起的应力,抗弯模量为W=HB平方/6。

由于弯矩方向不同,所以计算式子不同。

抗弯截面系数跟截面形状有关,查表可得。以下为在网上搜到的:

抗弯截面系数

在构件的工程力学中的抗弯强度的计算中,梁的最大正应力点计算公式为:

 Qmax=lMlmax/Wy

  其中,Wy称为抗弯截面系数,当抗弯截面系数越大时,截面的抗弯强度就越大。

  截面高度:

  截面顶端到底端的垂直距离。其中D1、D2、D3分别是圆形、正方形、三角形的截面高度。

  分析: 当圆形、正方形和三角形的周长均为L,它们的截面高度的值不难分别求得: D1=L/n

  D2=L/4

D3=√(L/3)2+(L/6)2=L/√12≈L/346

  可见,三种形状的截面高度关系为:D1>D3>D2 根据抗弯截面系数的计算公式:  当圆形截面的截面高度为D1时,其抗弯截面系数Wy1=πD13/32≈L3/3155  当正方形截面的截面高度为D2时,其抗弯截面系数Wy2=D23/6≈L3/384

  显然,Wy1>Wy2 既在本试验的条件下,圆形截面的抗弯截面系数大于正方形截面的抗弯截面系数,也就是圆形截面的抗弯强度大于正方形截面的抗弯强度。

  关于三角形截面的抗弯截面系数的公式计算,一般工程力学书籍中很少讨论,其原因在于在相同面积下,三角形的面积矩小则抗弯强度小,且在工程实践中很少使用。

  综上所述,当周长相同时,截面形状分别为圆形、正方形和三角形的构件,圆形截面构件的抗弯强度最大。

实心园轴的抗扭截面模数(系数)等于其的抗弯截面模数的2倍:Wn=2W=πD^3/16 (D为轴径)。可见其抗扭性能比搞弯性能高出一倍。

机械零件和构件的一种截面几何参量,旧称截面模量。它用以计算零件、构件的抗弯强度和抗扭强度(见强度),或者用以计算在给定的弯矩或扭矩条件下截面上的最大应力。

由公式可知,比值Ip/pmax是一个仅与截面尺寸有关的量,称为抗扭截面系数,用Wp表示。式中,α=d/D,表内外直径的比值。

抗弯截面系数:

在横截面上离中性轴最远的各点处,弯曲正应力最大,其值为比值Iz/ymax仅与截面的形状与尺寸有关,称为抗弯截面系数,并用Wz表示,即Wz=Iz/ymax。

由公式可见,最大弯曲正应力与弯矩成正比,与抗弯截面系数成反比。抗弯截面系数Wz综合反映了横截面的形状与尺寸对弯曲正应力的影响。

-截面系数

公式:I2=I0+S×r^2

被弯曲构件的横截面绕其中性轴的惯性矩被除以由中性轴到截面最外边缘的距离。单轴对称时,有一个最大截面模量和一个最小截面模量。

两个翼板如果一样,则计算较为简单,回转轴就在正中,等于三个矩形的截面对中心轴的惯性矩之和。腹板的就不说了,就是矩形截面对自己的中心轴的惯性矩。

每块翼板的惯性矩等于对自身中心轴的模量加上移轴后的增加模量。移轴后的模量公式为:I2=I0+S×r^2;式中I2是移轴后的惯性矩,I0是移轴前,矩形截面对自身的轴线的惯性矩,S为截面的面积,r为两轴之间的距离(轴线移动的距离)。

扩展资料:

截面抵抗矩(W)就是截面对其形心轴惯性矩与截面上最远点至形心轴距离的比值。

工程实际中最常见的弯曲问题是横力弯曲,横截面上不仅有正应力,而且还有切应力。由于切应力的作用,横截面发生翘曲,平面假设不再成立。

但进一步的理论分析证明,对于跨长与截面高度比 l/h>5 的长梁利用公式δ=My/I 来计算其横力弯曲的正应力,所得结果误差甚微,足够满足工程实际需要。其中W=I/y,W称为抗弯截面系数。

由于横力弯曲时,梁的弯矩随截面位置变化,Mmax所在截面称为危险截面,最大弯曲正应力发生在弯矩最大的截面上,且离中心轴最远处,该处为危险点。

弹性状态下截面各微元面积与各微元至中和轴距离乘积的积分。单位mm。指弹性状态下中和轴一侧截面的面积矩,主要用于计算截面上任意点的剪切应力值。

在弹性状态下计算某一构件断面位置最不利位置的最大应力,该位置应力满足则此位置截面满足计算要求。

--截面模量

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