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圆形截面的中四分之一规则


现在我们将在这里集中讨论另一个非常重要的话题,即圆形截面的中间四分之一规则。

铸铁、水泥混凝土柱弱在拉伸载荷,因此我们必须确保不应当有任何地方的拉伸载荷部分,因此负载必须应用,这样就不会有拉伸载荷水泥混凝土部分的列。

正如我们已经讨论过的,当物体承受轴向拉伸或轴向压缩载荷时,物体中只会产生直接应力。同样地,当物体受到弯曲力矩时,只在物体内部产生弯曲应力。

现在让我们假设一个物体受到轴向拉伸或压缩载荷以及弯矩的作用,在这种情况下,物体中会产生直接应力和弯曲应力。

如果一个柱将承受一个偏心荷载,那么在柱中将会有直接应力和弯曲应力的发展,我们将确定在柱的任何点上发展的合成应力通过代数上增加直接应力和弯曲应力。

使用原则

在这里,我们将压应力视为正应力,拉应力视为负应力,我们将得到在柱截面上任意点的合成应力的值。在这里提到的柱的部分将有最大应力和最小应力。

σ马克斯=直接应力+弯曲应力
σ马克斯db

σ最小值=直接应力-弯曲应力
σ最小值σd- - - - - -σb

If最小应力σ最小值= 0,表示截面上各点没有应力

If最小应力σ最小值=负,表示截面上各点将存在拉应力

If最小应力σ最小值=正,表示截面上各点存在压应力

让我们进入主题。圆形截面的中四分之一规则

让我们考虑如下图所示的面积为a,直径为d的圆形截面。让我们考虑偏心荷载P作用于偏心距e相对于YY轴的圆截面上。
让我们在这里找到第一个直接重音,它可以写成如下图所示。
现在我们将在这里确定弯曲应力,我们可以很容易地确定弯曲应力,通过考虑以下步骤,如这里所示。
截面上任意点的最小应力将由下面的公式给出。
正如我们在上面看到的各种条件下的最小应力值及其重要性,因此我们可以很容易地说,最小应力(σ)最小值)必须大于或等于零,因为在任何点和圆心的任何边没有拉应力。
让我们分析上述方程,我们将得出结论,为了在圆心的任何点和任何边不产生拉应力,荷载的偏心距必须小于或等于d/8。

因此,我们可以说,如果荷载以偏心距YY轴≤d/8的偏心距施加,且在YY轴的任意一侧,则圆截面上不会产生任何拉应力。

同样,我们也可以说,如果从轴XX施加的荷载偏心距等于或小于d/8,并且在轴XX的任何一侧,则在圆形截面中不会产生任何拉应力。

因此,在不产生任何拉应力的情况下施加荷载的范围为主圆截面的d/4或中间四分之一。

在直径d/4的圆的范围内,在该截面的任何点上可以施加荷载而不产生任何拉应力的面积称为截面的核。

在下一篇文章中,我们将在材料强度的类别中开始新的话题。

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参考:

材料强度,r.k. Bansal著
图片由:谷歌

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