材 料 力 学 讲 义 1 第 1 8 讲 教学方案 ——弯曲切应力、弯曲强度条件 基 本 内 容 梁横力弯曲时横截面上的切应力 教 学 目 的 1 、掌握各种形状截面梁(矩形、圆形、圆环形、工字形)横截面上切应力的分布和计算
2 、熟练弯曲正应力和剪应力强度条件的建立和相应的计算
3 、了解什么情况下需要对梁的弯曲切应力进行强度校核
重 点 、 难 点 本节重点:矩形截面梁的切应力、弯曲强度条件及计算
本节难点:掌握需要对梁弯曲切应力进行强度校核的各种情况
第 十 八 讲 2 §7-3 弯曲切应力 梁受横弯曲时,虽然横截面上既有正应力 ,又有剪应力
但一般情况下,剪应力对梁的强度和变形的影响属于次要因素,因此对由剪力引起的剪应力,不再用变形、物理和静力关系进行推导,而是在承认正应力公式(6-2)仍然适用的基础上,假定剪应力在横截面上的分布规律,然后根据平衡条件导出剪应力的计算公式
1.矩形截面梁 对于图 6-5 所示的矩形截面梁,横截面上作用剪力Q
现分析距中性轴 z 为 y 的横线1aa 上的剪应力分布情况
根据剪应力成对定理,横线1aa 两端的剪应力必与截面两侧边相切,即与剪力Q 的方向一致
由于对称的关系,横线1aa 中点处的剪应力也必与 Q 的方向相同
根据这三点剪应力的方向,可以设想1aa 线上各点剪应力的方向皆平行于剪力Q
又因截面高度h 大于宽度b,剪应力的数值沿横线1aa 不可能有太大变化,可以认为是均匀分布的
基于上述分析,可作如下假设: 1)横截面上任一点处的剪应力方向均平行于剪力 Q
2)剪应力沿截面宽度均匀分布
基于上述假定得到的解,与精确解相比有足够的精确度
从图 6-6a 的横弯梁中截出 dx 微段,其左右截面上的内力如图6-6b 所示
梁的横截面尺寸如图 6-6c 所示,现欲求距中性轴 z 为 y 的横线1aa 处