材料力学论文

抗弯结构的截面形状设计

摘要：依据材料力学相关理论，分别通过对梁的截面形状对刚度强度的影响进行了分析，并进一步对工程中实际应用的常见受弯构件截面从形状变化和尺寸变化两个方面进行了对比分析，通过综合比较得出符合工程要求的截面形状设计方法。

Abstract: based on mechanics of materials related theory, respectively through the beam cross section shape on the influence of the stiffness strength are analyzed, and further for the engineering application of the common bending member section from the shape change and dimensional change two aspects carries on the contrast analysis, through the comprehensive comparison conforms to the engineering requirements of the cross section shape design method.

关键词：受弯构件；截面形状；抗弯截面系数

Keywords: bending member; Cross section shape; Bending section coefficient

引言

梁结构在工程中具有广泛的应用，例如起重机的大梁、火车轮轴、阳台的挑梁等，都以看作是梁，分别对应简支梁、外伸梁和悬臂梁的模型。梁在实际应用中受到垂直于杆轴线的外力或平面内作用的外力偶作用，产生弯曲变形；梁的横截面上的应力为弯矩M产生的弯曲正应力σ和剪力F

Q

产生的弯曲切应力τ。对

于跨高比 l/h≥5的细长梁，σ

max 的影响远大于τ

max

，而在相同载荷条件下σ

max

与截面抗弯系数Wz有关，应选择合理的截面形状使Wz达到强度要求。另一方面，梁在弯曲内力作用下产生的变形与弯曲刚度EI有关，对于常见的工业用钢，E 值相差不大，因此需要对于截面形状进行合理设计以达到有效增大I的目的。此外，对于实际问题涉及到的材料成本与工程造价则对截面形状设计提出了既能满足强度需求又能节约材料，以达到降低成本提高效益的更高的要求。

1.弯曲应力基本公式

1.1 强度条件

对于纯弯曲的梁段，横截面上只存在弯曲正应力，综合几何方程，物理方程和静力学平衡关系，可推出1/ρ=M/EI

z

,σ=Ey/ρ(其中y为到中性层的距离, ρ为中性层的曲率半径),进而得出强度条件σmax=My max/I z=M/W z.

1.2刚度条件

对于梁的弯曲变形，ρ和M均为x的函数，且有1/ρ(x)=M(x)/EI,而1/ρ(x)=±w″/(1+w′2)3/2,所以w″=M(x)/EI, w为截面挠度，增大EI可以增大梁的刚度。

2.截面形状对抗弯刚度和强度的影响

2.1 刚度

以如图所示的圆截面为基准，有A=πR2，得

所以对于其他截面形状只要与圆截面刚度EI=EA2/4π进行比较，定义一个量υe b=EI/(EA2/4π)=4πI/A2,υe b 越大，梁的抗弯刚度越大。

2.2 强度

同理，以圆截面的截面抗弯系数作为基准，有

令υ

b

f=Wz2/(A3/16π),Wz 为任意截面梁的抗弯系数

以下是几种截面形状的υe

b 和υ

b

f参数。

由此可见，正三角形截面的抗弯刚度较大，而正四边形截面的抗弯强度较大3.工程上常用受弯构件截面比较

3.1 截面积相同而形状不同

在实际工程中，考虑节约材料，降低成本的要求，在保证强度刚度条件的前提下，通常采用将材料更多地集中在弯曲应力较大的区域，以达到截面积相等条件下增大惯性矩I进而增大EI的目的。以工字型和矩形两种截面为例，工字型截面将更多的材料集中在了上下两端，而上下两端距离弯曲中性轴最远，所受应力最大，这样分配就达到了“物尽其用”的择优分配目的；同理对于同样的矩形截面，竖向搁置就比横向搁置更为合理。

如图所示，当截面积相等时, 不同截

面形状构件的抗弯截面系数大小为: W工字形> W T 形>W 环形> W 矩形> W 圆形.工字形截面对于降低造价效果最好。

3.2 截面形状相同而尺寸比例不同

以内外径比例α不同的环形截面为例，由圆环截面惯性矩公式I=π(D4-d4)/64,

α=d/D, 可以得出

当截面积一定时, 随着环形截面内外径比值α的增大, 相同截面积时环形受弯构件的抗弯截面系数也随之增大. α = 0.3、0.5 时, 相同截面积的环形构件的抗弯截面系数小于矩形构件的抗弯截面系数, 而当α = 0.7、0.9 时, 相同截面积环形构件的抗弯截面系数大于矩形构件的抗弯截面系数.不同α下的W—A曲线如图所示。

当α=0.59时，相同截面积环形构件的抗弯截面系数恰好等于矩形构件的抗弯截面系数。工程上常用的环形受弯构件内外径之比均大于0.59因此通常条件下，环形构件的受力性能要优于矩形构件。

总结

在截面积相等的条件下，采用合理截面，通过增加Wz和EI，可以起到有效的增加构件刚度和强度的作用；对于实际工程中的截面选择，要综合材料利用率和力学性能达标多个角度来考虑设计方案，达到优化的目的。

参考文献：

【1】高等学校理工科规划教材，材料力学，第二版.主编/王守新,大连理工大学出版社，2004，2.

【2】抗弯梁材料及截面形状设计的经验公式，徐景满，杜韧.郑州轻工业学院学报（自然科学版），2007,6，第22卷，第2/3期.

【3】受弯构件截面形状对工程造价的影响研究，洪振德.湖南文理学报（自然科学版）,2011,3,第23卷，第1期.

致谢

感谢张老师的悉心指导，多次询问研究进程，并为我指点迷津，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励。老师的一丝不苟的作风，严谨求实的态度，踏踏实实的精神，不仅授我以文，而且教我做人，给以终生受益无穷，最后再次向张老师表示感谢。

工程力学材料力学_知识点_及典型例题

作出图中AB杆的受力图。 A处固定铰支座 B处可动铰支座 作出图中AB、AC杆及整体的受力图。 B、C光滑面约束 A处铰链约束 DE柔性约束 作图示物系中各物体及整体的受力图。 AB杆：二力杆 E处固定端 C处铰链约束

（1）运动效应：力使物体的机械运动状态发生变化的效应。 （2）变形效应：力使物体的形状发生和尺寸改变的效应。 3、力的三要素：力的大小、方向、作用点。 4、力的表示方法： （1）力是矢量，在图示力时，常用一带箭头的线段来表示力；（注意表明力的方向和力的作用点！） （2）在书写力时，力矢量用加黑的字母或大写字母上打一横线表示，如F、G、F1等等。 5、约束的概念：对物体的运动起限制作用的装置。 6、约束力（约束反力）：约束作用于被约束物体上的力。 约束力的方向总是与约束所能限制的运动方向相反。 约束力的作用点，在约束与被约束物体的接处 7、主动力：使物体产生运动或运动趋势的力。作用于被约束物体上的除约束力以外的其它力。 8、柔性约束：如绳索、链条、胶带等。 (1)约束的特点：只能限制物体原柔索伸长方向的运动。 (2)约束反力的特点：约束反力沿柔索的中心线作用，离开被约束物体。（） 9、光滑接触面：物体放置在光滑的地面或搁置在光滑的槽体内。 （1）约束的特点：两物体的接触表面上的摩擦力忽略不计，视为光滑接触面约束。被约束的物体可以沿接触面滑动，但不能沿接触面的公法线方向压入接触面。 （2）约束反力的特点：光滑接触面的约束反力沿接触面的公法线，通过接触点，指向被约束物体。（） 10、铰链约束：两个带有圆孔的物体，用光滑的圆柱型销钉相连接。 约束反力的特点:是方向未定的一个力；一般用一对正交的力来表示，指向假定。（）11、固定铰支座 （1）约束的构造特点：把中间铰约束中的某一个构件换成支座，并与基础固定在一起，则构成了固定铰支座约束。

弹性力学学习心得

弹性力学学习心得 孙敬龙S4 大学时期就学过弹性力学，当时的课本是徐芝纶教授的简明版教程，书的内容很丰富但是只学了前四章，学的也是比较糊涂。研究生一年级又学了一次弹性力学（弹性理论），所有课本是秦飞教授编着的，可能是学过一次的原因吧，第二次学习感觉稍微轻松点了，但是能量原理那一章还是理解不深入。弹性力学是一门较为基础的力学学科，值得我们花大量的时间去深入解读。 弹性力学主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。弹性力学是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。 弹性力学的发展大体分为四个时期。人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了，比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。当时人们还是不自觉的运用弹性原理，而人们有系统、定量地研究弹性力学，是从17

世纪开始的。发展初期的工作是通过实践，探索弹性力学的基本规律。这个时期的主要成就是R.胡克于1678年发表的弹性体的变形与外力成正比的定律，后来被称为胡克定律。第二个时期是理论基础的建立时期。这个时期的主要成就是，从 1822～1828年间，在?柯西发表的一系列论文中明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量概念，建立了弹性力学的几何方程、平衡(运动)微分方程，各向同性和各向异性材料的广义胡克定律，从而为弹性力学奠定了理论基础。弹性力学的发展初期主要是通过实践，尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。英国的胡克和法国的马略特于1680年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律，后被称为胡克定律。牛顿于1687年确立了力学三定律。同时，数学的发展，使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备，从而推动弹性力学进入第二个时期。在这个阶段除实验外，人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点，有些甚至是完全错误的。在17世纪末第二个时期开始时，人们主要研究梁的理论。到19世纪20年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。柯西在1822～1828年间发表的一系列论文中，明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念，建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律，从而奠定了弹性力学的理论基础，打开了弹性力学向纵深发展的突破口。第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理，并提出了许多有效的计算方法。1855～1858年间法国的圣维南发表

材料力学小论文 竹竿性能分析

竹子外形和截面性能的力学分析 选课序号100 姓名杨建成学号2220133836 摘要：略约200字 一引言 在日常生活中，随处可见竹子，竹竿可视为上细下粗、横截面为空心圆形的杆件。这样的形状赋予了竹子很强的抗弯强度。 二力学分析 材料力学的任务是在满足强度、刚度和稳定性的要求下，以最经济的代价为构件确定合理的形状和尺寸，选择适宜的材料，为构件设计提供必要的理论基础的计算方法。换句话说，材料力学是解决构件的安全与经济问题。所谓安全是指构件在外力作用下要有足够的承载能力，即构件要满足强度、刚度和稳定性的要求。所谓经济是指节省材料，节约资金，降低成本。当然构件安全是第一位的，降低经济成本是在构件安全的前提下而言的。实际工程问题中，构件都应有足够的强度、刚度和稳定性。 本文以竹子为研究对象，其简化力学模型如下图所示。 竹子体轻，质地却非常坚硬，强度比较高，竹子的顺纹抗拉强度170Pa，顺纹抗压强度达80Pa 单位质量的抗拉强度大概是普通钢材的两倍。 根据材料力学，弯曲正应力是控制强度的主要因素，自然界的竹子经常受到来自风的力，主要是弯矩,主要是弯曲正应力。

从公式可以看出，当弯矩一定的时候，正应力与惯性矩正反比。 截面为实心圆的对中性轴的惯性矩，大部分树木都是这种结构。 （假设实心和空心竹子的横截面） 2.1 竹子的弯曲强度分析 根据材料力学的弯曲强度理论, 弯曲正应力是控制强度的主要因素, 弯曲强度条件为 max max []z M W σσ= ≤ (1) 横截面如上图所示。实心圆截面和空心圆截面的抗弯截面模量分别为： 332 W d π = 实 (2) 341 132 ()()D W D D π αα= -= 空 (3) 式中，d 是实心杆横截面直径，D 和D 1分别是空心杆横截面外径和内径，1 D D α=为空心杆内外径之比。 当空心杆和实心杆的两横截面的面积相同时

工程力学试题库材料力学

材料力学基本知识 复习要点 1. 材料力学的任务 材料力学的主要任务就是在满足刚度、强度和稳定性的基础上，以最经济的代价，为构件确定合理的截面形状和尺寸，选择合适的材料，为合理设计构件提供必要的理论基础和计算方法。 2. 变形固体及其基本假设 连续性假设：认为组成物体的物质密实地充满物体所在的空间，毫无空隙。 均匀性假设：认为物体内各处的力学性能完全相同。 各向同性假设：认为组成物体的材料沿各方向的力学性质完全相同。 小变形假设：认为构件在荷载作用下的变形与构件原始尺寸相比非常小。 3. 外力与内力的概念 外力：施加在结构上的外部荷载及支座反力。 内力：在外力作用下，构件内部各质点间相互作用力的改变量，即附加相互作用力。内力成对出现，等值、反向，分别作用在构件的两部分上。 4. 应力、正应力与切应力 应力：截面上任一点内力的集度。 正应力：垂直于截面的应力分量。 切应力：和截面相切的应力分量。 5. 截面法 分二留一，内力代替。可概括为四个字：截、弃、代、平。即：欲求某点处内力，假想用截面把构件截开为两部分，保留其中一部分，舍弃另一部分，用内力代替弃去部分对保留部分的作用力，并进行受力平衡分析，求出内力。 6. 变形与线应变切应变 变形：变形固体形状的改变。 线应变：单位长度的伸缩量。 练习题 一. 单选题 1、工程构件要正常安全的工作，必须满足一定的条件。下列除（）项，

其他各项是必须满足的条件。 A、强度条件 B、刚度条件 C、稳定性条件 D、硬度条件 2、物体受力作用而发生变形，当外力去掉后又能恢复原来形状和尺寸的性质称 为（） A．弹性B．塑性C．刚性D．稳定性 3、结构的超静定次数等于（）。 A．未知力的数目B．未知力数目与独立平衡方程数目的差数 C．支座反力的数目D．支座反力数目与独立平衡方程数目的差数 4、各向同性假设认为，材料内部各点的（）是相同的。 A.力学性质 B.外力 C.变形 D.位移 5、根据小变形条件，可以认为（） A.构件不变形 B.结构不变形 C.构件仅发生弹性变形 D.构件变形远小于其原始尺寸 6、构件的强度、刚度和稳定性（） A.只与材料的力学性质有关 B.只与构件的形状尺寸有关 C.与二者都有关 D. 与二者都无关7、 在下列各工程材料中，（）不可应用各向同性假设。 A.铸铁 B.玻璃 C.松木 D.铸铜 二. 填空题 1. 变形固体的变形可分为和。 2. 构件安全工作的基本要求是：构件必须具有、和足够 的稳定性。（同：材料在使用过程中提出三方面的性能要求，即、、。） 3. 材料力学中杆件变形的基本形式有 。 4. 材料力学中，对变形固体做了 四个基本假设。 、、和、、、

材料力学论文学习心得

《集中力作用下深梁弯剪耦合变形应力计算方法》学习心得 背景 深梁是工程中常见的的结构，其跨高比一般介于3~8之间。当梁上作用集中力时，既有弯矩又有剪力即横力弯曲，出现弯剪耦合现象。由于剪力的存在，梁的横截面上会出现翘曲现象，并且与中性层平行的截面上出现挤压应力。 跨高比小于5的梁在应用细长梁的纯弯曲理论及假设计算时，误差会随跨高比的减小而迅速增大。对这种深梁而言，细长梁理论就不适用了。深梁应力计算主要影响因素有截面形状、支座约束、跨高比，究其原因是集中力作用下发生弯曲变形时，平面假设和纵向纤维相互不挤压的假设与实际相差太大。 原理 文章只研究两端简支和两端固支时，集中载荷作用在跨中时的横力弯曲的问题，以矩形截面为例，然后推广至工字形截面。 模型简化：在深梁跨中施加集中力F ；当深梁为简支时，两端只有集中反力R 的作用；当深梁为固支时，梁两端受到剪力和弯矩的共同作用。当深梁受有集中力时，由于跨度小，梁高大，其跨中截面的挠度较小。故以力的作用点为圆心的区域内按一半平面考虑应力分布。根据弹性力学半平面体在边界上受集中力作用时，应力计算方法得出深梁内的应力分布。由弹性力学半平面模型可得到图1所示载荷下应力表达式。 ?x =? 2F πx 2y (x 2+y 2)2 (1) 在梁两端集中反力作用下，梁内也会产生应力场，按照叠加原理，梁内应力由这三个力产生的应力场叠加而得。为方便将这三个应力叠加在一起，文章采用了坐标变换， 变换方式坐标轴以图2为基准。坐标变换公式如下： 对于集中力F 产生的应力场，有如下坐标变换：

x F=x?l 2 y F=y?? 2 (2) 对于集中反力R1产生的应力场，有如下坐标变换： x R 1 =?x y R 1=?y+? 2 (3) 对于集中反力R2产生的应力场，有如下坐标变换：x R 2 =l?x y R 2=?y+? 2 (4) 将（2）、（3）、（4）式代入到（1）中，由平衡原理知R1=R2=F 2 ，可得到叠加后应力表达式： ?x=2F π x?l 2 2 (y+? 2 ) ( x?l 2 2 + y+? 2 2 )2 ? F π x2 ?y+? 2 x2+ ?y+? 2 22 ? F π l?x2 ?y+? 2 l?x2+ ?y+? 2 22 (5) 梁在集中力作用下，不仅引起剪力，还会产生弯矩，因此需要考虑弯矩剪力共同作用产生的应力。再将材料力学梁受弯矩作用下的应力公式代入叠加到（5）式中，可得弯剪共同作用下的应力表达式： ?x=My I + 2F π x?l 2 2 (y+? 2 ) ( x?l 2 2 + y+? 2 2 )2 ? F π x2 ?y+? 2 x2+ ?y+? 2 22 ? F π l?x2 ?y+? 2 l?x2+ ?y+? 2 22 (6) 分析 对（6）式所得结果进行无量纲化分析，定义剪跨比η=x l (0<η<1)，跨高 比α=l ?，和y值的无量纲值ξ=y ?/2 。将其代入（6）得到 ?x=My I +F 2π? {2α 2 η+1 2 2 (ξ+1) α2 η+1 2 +1ξ+12 2 ?α2η2?ξ+1 α2η2+1 4 ?ξ+12 2 ?α2(1?η)2?ξ+1 α21?η2+1 4 ?ξ+12 2 }（7） 再将大括号中的表达式用λ表达得到?x=My I +Fλ 2π? 。为材料力学解加一个修 正项。为比较材料力学和修正项的比例又引入无量纲翘曲应力λ?=Fλ 2π? I My 。得到 无量纲弯曲正应力表达式：

《神奇的材料》结课论文

生命的启示 ——仿生材料的应用及发展 学号：1505024303 姓名：宫美梅 2016.6.5

生命的启示 ——仿生材料的应用及发展 革命导师马克思曾经说过：“自然界为劳动提供材料，劳动把材料变成财富。”材料是人类赖以生活和生产的物质基础，是人们用以作为物品的物质。生产技术的进步是和新材料的应用密切相关的，因为材料的好坏，直接影响着生产工具的优劣和产品的价值，所以人类总是不断地去寻找、发现新材料，以促进生产，改善物质和文化生活。而新材料的应用，不仅可以大大促进科学技术和生产的发展，也使人类的活动方式发生日新月异的变化。 自然界的创造力总是令人惊奇，天然生物材料经历几十亿年进化，大都具有最合理、最优化的宏观、细观、微观复合完美的结构，并具有自适应性和自愈合能力，如竹、木、骨骼和贝壳等。其组成简单，通过复杂结构的精细组合，从而具有许多独有的特点和最佳的综合性能。人类从自然界的生物身上得到启迪，从而设计出了更完美的材料和物件。 例1.人造纤维 最早开始研究并取得成功的仿生材料之一就是模仿天然纤维和人的皮肤的接触感而制造的人造纤维。对蚕或者蜘蛛吐出的丝,人类自古就有很大的兴趣,这些丝纯粹是由蛋白质构成,特别是蚕丝,具有温暖的触感和美丽的光泽。二十世纪以来,人们模仿蚕吐丝的过程研制了各种化学纤维的纺丝方法,此后又模仿生物纤维的吸湿性、透气性等服用性能研制了许多新型纤维,例如,牛奶蛋白质与丙烯晴共聚纤维(东洋纺) ,商品名为稀苤的高吸湿性纤维(旭化成) 等等。这些产品的出现显示了人类仿造生物纤维表面细微形态与内部构造取得了成功。另外人们还对蚕的产丝体进行了卓有成效的研究(日本农业生物资源研究所) ,并且对蜘蛛丝也进行了研究(日本岛根大学) ,研究者们期待着有朝一日能够制造出与蚕丝完全一样的人造丝。 例2.人鱼传说 在陆地上生活的动物有肺,能够分离空气中的氧气,水里的鱼有鳃,能够分离溶解在水中的氧气,供给身体使用。人们仿造这种特性,制作了薄膜材料,用于制造高浓度氧气、分离超纯水等,以达到节省能源以及高分离率的目的。目前人们正在研制具有动物肺和鱼鳃那样功能的材料,如果研制成功的话,人类在水底世界的活动将发生一场新的革命。

工程力学材料力学部分习题答案

工程力学材料力学部分习题答案

b2.9 题图2.9所示中段开槽的杆件，两端受轴向载荷P 的作用，试计算截面1-1和2-2上的应力。已知：P = 140kN ，b = 200mm ，b 0 = 100mm ，t = 4mm 。 题图2.9 解：(1) 计算杆的轴力 kN 14021===P N N (2) 计算横截面的面积 21m m 8004200=?=?=t b A 202mm 4004)100200()(=?-=?-=t b b A (3) 计算正应力 MPa 1758001000140111=?== A N σ MPa 350400 1000 140222=?== A N σ (注：本题的目的是说明在一段轴力相同的杆件内，横截面面积小的截面为该段 的危险截面) 2.10 横截面面积A=2cm 2的杆受轴向拉伸，力P=10kN ，求其法线与轴向成30°的及45°斜截面上的应力ασ及ατ，并问m ax τ发生在哪一个截面？ 解：(1) 计算杆的轴力 kN 10==P N (2) 计算横截面上的正应力 MPa 50100 2100010=??==A N σ (3) 计算斜截面上的应力 MPa 5.37235030cos 2 230 =??? ? ???==ο ο σσ

MPa 6.212 3250)302 sin(2 30=?= ?= οο σ τ MPa 25225045cos 2 245 =??? ? ???==οο σσ MPa 2512 50 )452 sin(2 45=?= ?= οο σ τ (4) m ax τ发生的截面 ∵ 0)2cos(==ασα τα d d 取得极值 ∴ 0)2cos(=α 因此：2 2π α= ， ο454 == π α 故：m ax τ发生在其法线与轴向成45°的截面上。 （注：本题的结果告诉我们，如果拉压杆处横截面的正应力，就可以计算该处任意方向截面的正应力和剪应力。对于拉压杆而言，最大剪应力发生在其法线与轴向成45°的截面上，最大正应力发生在横截面上，横截面上剪应力为零） 2.17 题图2.17所示阶梯直杆AC ，P =10kN ，l 1=l 2=400mm ，A 1=2A 2=100mm 2，E =200GPa 。试计算杆AC 的轴向变形Δl 。 题图2.17 解：(1) 计算直杆各段的轴力及画轴力图 kN 101==P N （拉） kN 102-=-=P N （压）

材料力学论文

大连理工大学 材料力学论文 学生：宋子杰 学号： 201241013 班级：运船1201 院（系）：运载工程与力学学部 专业：船舶与海洋工程 2014 年 6 月 11日

材料力学在螺纹连接中的应用 摘要：在我们的日常生活中，处处离不开连接。连接是指被连接件与连接件的组合。就机械零件而言，被连接件有轴与轴上零件、轮圈与箱盖、焊接零件中的钢板与型钢等。这样应用广泛的连接中螺栓是必不可少的成分。因此，螺纹连接的强度校核便成为了工程中必不可少的环节。 关键词：连接；材料力学；强度校核 正文： 一：材料力学知识简介与生活中的运用 材料力学(mechanics of materials)是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。 1.研究材料在外力作用下破坏的规律； 2.为受力构件提供强度，刚度和稳定性计算的理论基础条件； 3.解决结构设计安全可靠与经济合理的材料力学基本假设； a)连续性假设——组成固体的物质内毫无空隙地充满了固体的体积 b)均匀性假设——在固体内任何部分力学性能完全一样 c)各向同性假设——材料沿各个不同方向力学性能均相同 d)小变形假设——变形远小于构件尺寸，便于用变形前的尺寸和几何形状进行计算。 人们运用材料进行建筑、工业生产的过程中，需要对材料的实际承受能力和内部变化进行研究，这就催生了材料力学。运用材料力学知识可以分析材料的强度、刚度和稳定性。材料力学还用于机械设计使材料在相同的强度下可以减少材料用量，优化机构设计，以达到降

材料力学论文

中国古代的材料与结构 一、前言 中国是一个历史悠久、文化源远流长的国家。经历了绵绵五千年的历史沉积，中国文化在中华民族的传承中不断得到发展。而文化的沉淀，不仅仅凝聚在优雅的诗词和动人心弦的历史故事中，更多的是以建筑的物质形象存在于我们身边，以具体的技术体现在我们使用的工具中。中国古代没有现在高端的技术与高效精密的工具设备，使用的材料也都是通过粗制加工后得到，然而中国古代的许多建筑在经历了几千年的风吹雨打后仍屹立于世，备受世人感叹。它们不仅是前人的智慧的结晶，更是世界的瑰宝。 二、中国古代建筑的材料与结构 放眼中国古代的建筑，可谓是丰富多彩。其中最常见的有木结构、石木结构，如布达拉宫等藏式古建筑；有石结构，如石牌楼、石桥及部分地区的长城等；有土结构，如秦汉时期的长城、延安陕北地区的窑洞等；有砖结构，如影壁、围墙等；还有竹建筑，如南方少数民族地区的竹楼等。而根据不同建筑的结构特点，中国古建筑所用的建筑材料主要有：木材、砖瓦、石材、土、竹子等。 （一）中国古建筑的发展历史 1.原始雏形 早在五十万年前的旧石器时代，中国原始人就已经知道利用天然的洞穴作为栖身之所，北京、广东、湖北、浙江等地均发现有原始人居住过的崖洞。 到了新石器时代， 黄河中游的氏族部 落，利用黄土层为墙 壁，用木构架、草泥 建造半穴居住所，进 而发展为地面上的建 筑，并形成聚落。长 江流域，因潮湿多雨， 常有水患兽害，因而 发展为干栏式建筑。 据考古发掘，约在距 今六、七千年前，中 国古代人已知使用榫卯构筑木架房屋，如浙江余姚河姆渡遗址。木构架的形制已经出现，房屋平面形式也因功用不同而有圆形、方形、吕字形等。这是中国古建筑的草创阶段。 春秋、战国时期，中国的大地上先后营建了许多都邑，夯土技术已广泛使用于筑墙造台。此时木构技术较之原始社会已有很大提高。春秋、战国的各诸侯国均各自营造了以宫室为中心的都城。这些都城均为夯土版筑，墙外周以城濠，辟有高大的城门。宫殿布置在城内，建在夯土台之上，木构架已成为主要的结构方式，屋顶已开始使用陶瓦。这标志着中国古代建筑已经具备了雏形，不论是夯土技术、木构技术还是建筑的平面布局、以及建筑材料的制造与运用，都达到了雏

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材料力学在生活中的应用 学院： 专业： 班级： 姓名： 学号： 授课老师：

摘要：在如今现代化的社会中，随着高新技术的研发，建筑行业的大力发展，机械材料的广泛使用，大到机械中的各种机器，建筑中的各个结构，小到生活中的塑料食品包装，很小的日用品，各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作，所以材料力学就显得尤为重要，材料力学知识在生活中得到广泛的。 关键字：材料力学、生活应用、材料知识 正文： 材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。主要研究杆件的应力、变形以及材料的宏观力学性能的学科。材料力学是固体力学的一个基础分支。它是研究结构构件和机械零件承载能力的基础学科。其基本任务是：将工程结构和机械中的简单构件简化为一维杆件，计算杆中的应力、变形并研究杆的稳定性，以保证结构能承受预定的载荷；选择适当的材料、截面形状和尺寸，以便设计出既安全又经济的结构构件和机械零件。 在生活中随处可见的桥梁，桥是一种用来跨越障碍的大型构造物。确切的说是用来将交通路线 (如道路、铁路、水道等)或者其他设施 (如管道、电缆等)跨越天然障碍 (如河流、海峡、峡谷等)或人工障碍 (高速公路、铁路线)的构造物。桥的目的是允许人、车辆、火车或船舶穿过障碍。桥可以打横搭着谷河或者海峡两边，又或者起在地上升高，槛过下面的河或者路，让下面交通畅通无阻。如果在安

全的前提下，将原来的四个桥墩和三个拱形拉索变为三个桥墩和两个拱形拉索。不仅可以节约大量的材料，降低成本，而且有美观。 生活中我们平常吃到的面条，有的口感筋道，有的口感松散。材料力学在外力作用下，虽然产生较显著变形而不被破坏的材料，称为塑性材料。在外力作用下，发生微小变形即被破坏的材料，称为脆性材料。用《质构仪评价面条质地品质的研究》一文指出：用不同的材料：试样A :100 %的面包粉；试样B：面包粉和饼干粉的质量比为 3/ 1；试样C :面包粉和饼干粉的质量比为1/ 1；试样D :面包粉 和饼干粉的质量比为1/ 3；试样E :饼干粉的含量为100%。用质构 仪对其进行了TPA 实验、剪切实验和拉伸实验，得到：指标 A B C D E;最大拉伸应力 3. 546 3. 245 2. 790 2. 571 2. 211;拉伸应变 1. 357 1. 336 1. 315 1. 052 0. 821。筋道感得分 1. 773 0. 935 - 0. 407 - 1. 380 - 1. 972。硬度得分1. 778 0. 815 0. 064 - 1. 270 - 2. 175 在材料力学中，我们把拉伸试验共分 四个阶段：1弹性阶段2屈服阶段3强化阶段4颈缩阶段。而抗压强度或强度极限是材料的重要指标。工程上常将延伸率〉5%的材料称为塑性材料,而将延伸率占<5%的材料称为脆性材料。我们这里把工程的比例引用，进行如下计算：拉伸应变:L = L2/ L1（L1为拉伸前的面条长度; L2 :拉断瞬间面条长度的增加量）拉应力P=F/A（P为正拉力，A为截面面积La=1.357 Pa =3.546 Lb=1.336 Pb= 3.245 Lc=1.315 Pc = 2.790 Ld=1.052 Pd = 2.571 Le=0.821 Pe = 2.118 由塑性材料拉伸La-P图可知，材料在颈缩阶段迅速收缩，

材料力学在生活中与应用

材料力学理论在生活中的应用这篇论文选取了三个生活实例，运用材料力学所学的知识，通过受力分析，应力分析，强度校核回答了三个基本问题：铝合金封的廊子窗格是否可以无限高；千斤顶的承载重量是否可以任意大小和桥梁。 关键词 材料力学拉压强度挠度剪切压杆稳定组合变形受力单元体铝合金千斤顶 1．铝合金封的廊子窗格是否可以无限高 图一铝合金门窗、廊子 走在大街上，我们可以看到各式各样的廊子样式，可以看到大小不一的窗格布置，学了材料力学这门课程，我们不禁要提问了，窗格尺寸的极限是多么大才能保证支撑它的铝合金材料安全，不会变形？ 现在就将这个模型抽象出来，假设铝合金材料是空心铝管，厚度可以任意选择，屈服强度取，只受玻璃给的压力（设玻璃居中，由于给定一段铝合金，主要承载件是玻璃，而且玻璃的相对总质量远远大于承载的铝合金的质量），外力是均匀分布力，设普通玻璃的密度是（忽略玻璃的宽度），玻璃高度为H，取长度a mm的铝合金材料，宽度为b mm，高为h mm，如图二所示：

图二 玻璃安装示意图 该结构危险点在铝合金与玻璃接触处，并且中间部位有一定的挠度（只要有承载，就一定有挠度），当承载到一定极限时，挠度太大不满足装配要求了，或者承载到一定极限就会使铝合金破坏。 情形（一）：挠度w 不满足装配要求—— 将图二简化为图三(a)所示的力学简图，装配要求挠度值为[w]，只要w ≤[w]即可。 首先，做外力矩 ，单位力力矩图 ，如图三(b)所示。 图三 (a) 简化模型 图三 (b) 弯矩图 运用图乘法可以求的w= ρ ρ ，进而， ρ ， 可以满足装配要求。如果给定了最大允许装配误差[w]，知道铝合金管的宽b ，还知道所使用的玻璃的密度ρ，那么 ρ，也就是玻璃不可能无限高，是有一个极限值的。 情形（二）：剪切破坏—— 因为玻璃是有一定的厚度的，设厚为δ在玻璃与铝合金接触的地方， 有剪切

工程力学材料力学答案

4-1 试求题4-1图所示各梁支座的约束力。设力的单位为kN，力偶矩的单位为kN m，长度单位为m，分布载荷集度为kN/m。(提示：计算非均布载荷的投影和与力矩和时需应用积分)。 解： (b)：(1) 整体受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy，列出平衡方程； 约束力的方向如图所示。 (c)：(1) 研究AB杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy，列出平衡方程； 约束力的方向如图所示。 (e)：(1) 研究CABD杆，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Axy，列出平衡方程； 约束力的方向如图所示。 4-5 AB梁一端砌在墙内，在自由端装有滑轮用以匀速吊起重物D，设重物的重量为G，又AB长为b，斜绳与铅垂线成角，求固定端的约束力。 解：(1) 研究AB杆(带滑轮)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选坐标系Bxy，列出平衡方程； 约束力的方向如图所示。 4-7 练钢炉的送料机由跑车A和可移动的桥B组成。跑车可沿桥上的轨道运动，两轮间距离为2 m，跑车与操作架、平臂OC以及料斗C相连，料斗每次装载物料重W=15 kN，平臂长OC=5 m。设跑车A，操作架D和所有附件总重为P。作用于操作架的轴线，问P至少应多大才能使料斗在满载时跑车不致翻倒？ 解：(1) 研究跑车与操作架、平臂OC以及料斗C，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选F点为矩心，列出平衡方程； (3) 不翻倒的条件； 4-13 活动梯子置于光滑水平面上，并在铅垂面内，梯子两部分AC和AB各重为Q，重心在A点，彼此用铰链A和绳子DE连接。一人重为P立于F处，试求绳子DE的拉力和B、C两点的约束力。 解：(1)：研究整体，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选坐标系Bxy，列出平衡方程； (3) 研究AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (4) 选A点为矩心，列出平衡方程； 4-15 在齿条送料机构中杠杆AB=500 mm，AC=100 mm，齿条受到水平阻力FQ的作用。已知Q=5000 N，各零件自重不计，试求移动齿条时在点B的作用力F是多少？ 解：(1) 研究齿条和插瓜(二力杆)，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (2) 选x轴为投影轴，列出平衡方程； (3) 研究杠杆AB，受力分析，画出受力图(平面任意力系)； (4) 选C点为矩心，列出平衡方程； 4-16 由AC和CD构成的复合梁通过铰链C连接，它的支承和受力如题4-16图所示。已知均布载荷集度q=10 kN/m，力偶M=40 kN m，a=2 m，不计梁重，试求支座A、B、D的约束力和铰链C所受的力。 解：(1) 研究CD杆，受力分析，画出受力图(平面平行力系)； (2) 选坐标系Cxy，列出平衡方程；

材料力学论文

材料力学在生活建筑学的运用 摘要：近年来随着建筑高度的不断增加,建筑类型与功能愈来愈复杂,结构体系更加多样化,高层建筑结构设计也越来越成为结构工程师设计工作的重点和难点之所在。现就高层建筑结构的设计要点谈谈材料力学在建筑学中的应用。 关键词：高层建筑；材料力学；结构体系；结构分析 一：材料力学知识简介与生活中的运用 材料力学是研究材料在各种外力作用下产生的应变、应力、强度、刚度、稳定和导致各种材料破坏的极限。材料力学是所有工科学生必修的学科，是设计工业设施必须掌握的知识。学习材料力学一般要求学生先修高等数学和理论力学。材料力学与理论力学、结构力学并称三大力学。 研究材料在外力作用下破坏的规律； 为受力构件提供强度，刚度和稳定性计算的理论基础条件； 解决结构设计安全可靠与经济合理的材料力学基本假设； 人们运用材料进行建筑、工业生产的过程中，需要对材料的实际承受能力和内部变化进行研究，这就催生了材料力学。运用材料力学知识可以分析材料的强度、刚度和稳定性。材料力学还用于机械设计使材料在相同的强度下可以减少材料用量，优化机构设计，以达到降低成本、减轻重量等目的。在材料力学中，将研究对象被看作均匀、连续且具有各向同性的线性弹性体。但在实际研究中不可能会有符合这些条件的材料，所以需要各种理论与实际方法对材料进行实验比较。材料在机构中会受到拉伸或压缩、弯曲、剪切、扭转及其组合等变形。根据胡克定律，在弹性限度内，物体的应力与应变成线性关系。 材料力学是现代科学科学技术迅速发展的理论事实基础，20世纪以前推动近代科学技术与社会进步的工具。蒸汽机、内燃机、铁路、桥梁、船舶、兵器等都是材料力学知识的累积应用和完善的基础上逐渐形成和发展起来的。 20世纪产生的诸多高新技术，如高层建筑，大型桥梁海洋石油钻井平台，精密仪器，航空航天器材，机器人，高速列车以及大型水利工程等许多的重要工程更是在材料力学指导下得以实现并不断发展完善的。 20世纪产生的另一些高新技术，如核反应堆工程、电子工程、计算机工程学。虽然是在其它基础学科指导下产生和发展起来的，但对材料力学都提出了各式各样的，大大小小的问题。材料力学知识的广泛运用，使生活中各行业得到迅速发展。如冶金行业、物料运输行业、珠宝鉴定行业、工程设计行业、科研行业、技术研究与开发行业、交通质量安全检测行业等多个领域，材料力学知识的广泛运用，使现实世界发展迅速并使各个行业得到提升。尤其是在生活建筑学方面得到了广泛地运用和发展，并得到了人们的深刻认识和体会。人们逐渐认识到材料力学知识在生活中的重要性。材料力学在生活建筑学的运用就是一个很好地体现。下面就仔细谈谈材料力学在生活建筑学的运用和对人们日常生活的影响。 二：生活中高层建筑的结构设计特点 结构内力与变形 随着建筑物高度的增加,水平荷载作用下的结构侧向变形迅速增大,结构顶点侧移与建筑物高度的四次方成正比。所以对于高层建筑,结构侧移已成为设计中的关键因素,这是因为: 高层建筑的使用功能和安全与结构侧移的大小密切相关。结构在阵风作用下的振动加速度超过0.015g时,就会影响楼房内使用人员的正常工作与生活,而振动加速度的大小与侧移幅值的大小有关。 过大的侧向变形会使高层建筑的隔墙、围护墙以及饰面材料开裂或损坏。

材料力学课程论文

问题一：许可载荷试验分析 在本学期材料力学的学习过程中，有幸继续在叶敏老师的班上学习，本学期中叶老师延续去年理论力学课通过设计试验来锻炼学生动手操作能力的教学方式，设计了“许可载荷试验”这样一个项目。 题目即用A4纸制作成如图形状 的，测试其许可载荷。并通过裁剪制 作出符合要求的纸形。 在制作过程中，为了使数据更有 规律性，同时制作起来更方便，我们 选取中间为正圆弧，并且两侧对称。 根据圣维南定理，可以推测中间 受力基本均匀，且中间最窄，应力最大，最先断。试验也得以验证。 数据分析，我认为误差20克是很难达到的。分析如下： 1.中间裁剪误差： 中间受力均匀，可假设中间的应力σ=m*g/S，S为中间的截面 面积，许可应力为固定值，S与宽度d成正比，所以所能承受 的质量m与d成正比。根据数据对应关系，d=2cm时，m至少 为4kg（实际值大概在7至8kg），根据正比关系，每毫米的 误差在200克以上，也就是说裁剪时误差超过一毫米，则误 差就会超过200克，相对于要扣除50分。而实际学生使用的 制图工具精确度为1毫米，所以可见，误差难以控制。

2.平行度误差 根据线性分析，所测质量为1Kg 时，纸条中间宽度在3毫米左右 （根据纸质不同），而两次受力 区域宽度为6cm，是中线宽度的 20倍。 及受力不是竖直方向，对于三毫 米的宽度，是非常容易出现撕裂 的现象，两侧不是同时断，即应力不均，使m偏小。纸质为 纤维，更容易出现内部结构变动，从而不满足材料力学连续 性、各项同性等的假设。 综上，容易出现误差的地方也是试验中必须控制的因素。为保证试验进行正常，需使两侧对称，尽量裁剪精细，同时两侧受力务必平行，否则影响会非常大。

最新工程力学(静力学与材料力学)第四版习题答案

静力学部分 第一章基本概念受力图

2-1 解：由解析法， 23cos 80RX F X P P N θ==+=∑ 12sin 140RY F Y P P N θ==+=∑ 故： 22161.2R RX RY F F F N =+= 1(,)arccos 2944RY R R F F P F '∠==

2-2 解：即求此力系的合力，沿OB 建立x 坐标，由解析法，有 123cos45cos453RX F X P P P KN ==++=∑ 13sin 45sin 450 RY F Y P P ==-=∑ 故： 223R RX RY F F F KN =+= 方向沿OB 。 2-3 解：所有杆件均为二力杆件，受力沿直杆轴线。 （a ） 由平衡方程有： 0X =∑ sin 300 AC AB F F -= 0Y =∑ cos300 AC F W -= 0.577AB F W =（拉力） 1.155AC F W =（压力） （b ） 由平衡方程有：

0X =∑ cos 700 AC AB F F -= 0Y =∑ sin 700 AB F W -= 1.064AB F W =（拉力） 0.364AC F W =（压力） （c ） 由平衡方程有： 0X =∑ cos 60cos300 AC AB F F -= 0Y =∑ sin 30sin 600 AB AC F F W +-= 0.5AB F W = (拉力) 0.866AC F W =（压力） （d ） 由平衡方程有： 0X =∑ sin 30sin 300 AB AC F F -= 0Y =∑ cos30cos300 AB AC F F W +-= 0.577AB F W = (拉力) 0.577AC F W = (拉力)

材料力学论文压杆稳定与实际生活问题研究

压杆稳定与实际生活问题研究 班 摘要：现在随着社会经济的发展,工程中受压的杆件越来越多,例如许多建筑立柱、各种液压机械活塞杆、机床的丝杆等等,都有平衡构件的稳定性问题。另外，除细长杆外，其他弹性构件也存在稳定性问题。本文主要就是根据这些方面对压杆稳定在生活中某些实际方面应用的研究 关键字：压杆稳定工程实例桥梁结构 正文: 1．压杆稳定的实用计算 在实际计算中，对压杆的稳定采用折减系数法，即把材料的许用应力[σ]乘上一个折减系数φ，作为压杆的稳定许用应力： 那么，用折减系数法计算压杆稳定的条件为： 压杆截面设计是在满足稳定条件的前提下，确定压杆所需要的最小截面尺寸。由压杆的稳定条件得知，要确定截面尺寸，必须先知道折减系数φ。但是，折减系数φ与柔度λ有关，而柔度λ又要通过惯性矩I、截面面积A及惯性半径i求得。所以只能采用逐次逼近法进行反复试算。 通常，用逐次逼近法确定截面积的大小，一般要2~3次才可获得满意的结果。 2.压杆稳定一些生活实际研究

图一 当细长杆件受压时，却表现出与强度失效全然不同的性质。例如一根细长的竹片受压时，开始轴线为直线，接着必然是被压弯，发生颇大的弯曲变形，最后折断。与此类似，工程结构中也有很多受压的细长[1]杆。例如内燃机配气机构中的挺杆（图一），在它推动摇臂打开气阀时，就受压力作用。又如磨床液压装置的活塞杆（图二） 图二 ，当驱动工作台向右移动时，油缸活塞上的压力和工作台的阻力使活塞杆受到压缩。同样，内燃机(图三)、空气压缩机、蒸汽机的连杆也是受压杆件。还有,桁架结构中的抗压杆、建筑物中的柱也都是压杆。现以图四所示两端铰支的细长压杆来说明这类问题。设压力与杆件轴线重合，当压力逐渐增加，但小于某一极限值时，杆件一直保持直线形状的平衡，即使用微小的侧向干扰力使其暂时发生轻微弯曲(图四a)，干扰力解除后，它仍将恢复直线 图四 形状(图四b)。这表明压杆直线形状的平衡是稳定的。当压力逐渐增加到某一极限值时，压杆的直线平衡变

材料力学小论文

《材料力学书》中的若干模糊之处【摘要】：材料力学的知识与我们的生活密不可分，为了更好地学好材料力学的知识，本文简要从读者的角度对现学的《材料力学》书中的若干含糊之处加以改进和理解。 【关键词】：代数和，叠加法，斜弯曲，卡氏定理，静不定结构。 【序言】 学习的目的就是为了更好地解决问题，因此我们并不是一味的学，而是在学习的过程中发现问题，对于大连理工大学出版社出版的《材料力学》这本书，我认为总体上来说是很好的，但也有不尽完美之处。我从一个学生一个读者的角度，并根据自己在学习的过程中所遇到的困惑，根据自己的理解和解决的办法对之加以改进，由于能力有限很可能有不妥之处，还请谅解。 【正文】 一、代数和 书中多次提到代数和这个概念，如拉压杆任意横截面上的轴力，数值上等于该截面任一侧所有外力的代数和。其实真正理解了这个代数和后对今后材料力学的学习都是很有帮助的，但是在老师未讲解之前我真的不理解。后来才知道所谓代数和是对于远离截面的取正值指向截面的取负值所有外力的和。如图（a） （a） m截面的轴力F N=F1=F2-F3+F4。因为截断看左面F1是远离截面的，所以为正，截断看右面F2F4远离截面F3指向截面所以F2F4取正F3为负值。将他们直接相加即为m截面的轴力。 此方法对某一截面的扭矩、弯矩、剪力同样适用，只是要分清何种条件是正值何种条件是负值就行了。这样可以极大程度上提高做题速度。 二、叠加法 当学到P107页时，真正的叠加法应用的例题。当时我看【例7-5】看了了很久，因为没看懂为什么要将外身段切断后代之以悬臂梁，如图（b）。 （b） 我是这么思考的，既然都是简化为一个力矩和一个力为什么非得是悬臂梁呢？固定铰支座就不行吗？立例题的解答过程很含糊就是说将外伸梁看做悬臂梁。这个问题我同学也问过我，就是不理解为什么切断后就是固定端，后来经过过我慎重思考，终于知道是为了让其转角和挠度相对于其于左端连接部分为0。这样子才满足实际的变换。而固定端才能满足这个条件，铰支座就不行了。 另外对于叠加法的例题【例7-8】中D点的挠度和转角是BC两端弹簧引起的加上均布载荷q引起的的叠加。此处书上没说为什么，我学习的时候也郁闷了很久。换位思考后，即如果此处不是弹簧中间也没有中间铰支的话是不是不会加上那一段呢？答案是肯

工程力学材料力学答案-第十一章解析

11-6 图示悬臂梁，横截面为矩形，承受载荷F 1与F 2作用，且F 1=2F 2=5 kN ，试计算梁内的 最大弯曲正应力，及该应力所在截面上K 点处的弯曲正应力。 解：(1) 画梁的弯矩图 (2) 最大弯矩（位于固定端）： max 7.5 M kN = (3) 计算应力： 最大应力： K 点的应力： 11-7 图示梁，由No22槽钢制成，弯矩M =80 N.m ，并位于纵向对称面（即x-y 平面）内。 试求梁内的最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力。 解：(1) 查表得截面的几何性质： 4020.3 79 176 z y mm b mm I cm === (2) 最大弯曲拉应力（发生在下边缘点处） ()30max 8 80(7920.3)10 2.67 17610x M b y MPa I σ -+-?-?-?===? 6max max max 22 7.510176 408066 Z M M MPa bh W σ?====?6max max 33 7.51030 132 ******** K Z M y M y MPa bh I σ????====? x M 1 z M M z

(3) 最大弯曲压应力（发生在上边缘点处） 30max 8 8020.3100.92 17610 x M y MPa I σ ---???===? 11-8 图示简支梁，由No28工字钢制成，在集度为q 的均布载荷作用下，测得横截面C 底 边的纵向正应变ε=3.0×10-4，试计算梁内的最大弯曲正应力，已知钢的弹性模量E =200 Gpa ，a =1 m 。 解：(1) 求支反力 31 44 A B R qa R qa = = (2) 画内力图 (3) 由胡克定律求得截面C 下边缘点的拉应力为： 49max 3.010******* C E MPa σε+-=?=???= 也可以表达为： 2 max 4C C z z qa M W W σ+== (4) 梁内的最大弯曲正应力： 2 max max max 993267.5 8 C z z qa M MPa W W σσ+ = === q x x F S M