我们在讨论梁的截面模量和梁弯曲方程的推导在我们之前的会议上。我们还讨论了一个简单弯曲理论中的假设和弯曲应力表达式在我们上次会议期间纯粹的弯曲。
现在我们要开始一个新的话题,即剪应力在材料强度矩形截面中的分布。
为了便于理解,让我们一步一步来,如果有任何问题,我们可以在本文下方提供的评论框中讨论。现在让我们来讨论主要的问题,即矩形截面的剪应力分布。
在前一节课中,我们讨论了纯弯曲时横梁产生的弯曲应力。我们假设梁将承受一个纯弯矩,剪切力为零,因此剪应力也为零。
在实际工作中,梁也要承受剪力,因此也要承受剪应力。剪切力和剪应力会随截面的不同而变化。
我们将在这里看到跨越各个部分的剪切应力分布,如矩形截面,圆形部分,I段和T部分。在这篇文章中,我们将在矩形部分中看到剪切应力分布。
让我们考虑如下图所示的梁的矩形截面ABCD。我们假设一层EF距离梁截面的中性轴y。
从上图中我们可以得到以下信息。
B =矩形部分的宽度
d =矩形部分的深度
N.A:横梁截面的中性轴
EF:距离距离轴的距离Y的光束层
A=截面CDEF的面积,其中需确定剪应力
ȳ = CDEF面积到梁截面中性轴的C.G距离
截面上的剪应力用下面的公式表示
在那里,
f =剪切力(n)
τ =剪应力(N/mm)2)
A =截面面积,此处需确定剪应力(mm)2)
ȳ = CDEF面积到梁截面中性轴的C.G距离(m)
我=给定部分关于中性轴的惯性矩(mm4)
b=确定剪应力的给定截面的宽度(m)
让我们确定截面面积的值,切应力是确定的,我们可以在这里写出来
A= b x (d/2-y)
区域CDEF从光束部分中性轴的区域CDEF的距离可以写入这里提到的
ȳ
= y + (d/2-y)/2
ȳ
=(d / 2 + y)/ 2
I = bd3./ 12
我们将上述参数的值用在剪应力方程中,得到
我们可以从上方方程式说,即在Y = 0或最大剪切应力发生在y = 0或最大剪切应力下,剪切应力的值对于极端端部的区域为零。
我们也会找到最大剪应力的值,它可以很容易地通过y = 0的值来计算,因此我们有如下图所示的最大剪应力的公式。
我们知道,平均剪应力或平均剪应力可以简单地用剪应力除以面积来计算,因此我们可以说
平均剪切应力,τav=剪切力/面积
因此,对于矩形截面,最大剪应力值等于平均剪应力的1.5倍。
由矩形截面剪应力方程可知,剪应力分布图为抛物线曲线,我们绘制了矩形截面剪应力分布图,如下图所示。
参考:
物质的强度,r.k.淘士
图片礼貌:谷歌
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