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弯曲应力
20.4
考虑一个对称构件在弹性极限内承受应力的弯矩情况。纵向应力可用胡克定律表示。
回顾用距中性面距离为 'c' 处的最大应变表示的纵向应变表达式。
将其乘以弹性模量并代入应力方程后表明,正应力随到中性面距离的增加而线性变化。
现在,回顾力分量和力矩的表达式。将应力代入力的方程表明,在弹性范围内,中性轴通过截面的形心。
将应力代入力矩方程并加以简化后,可得到一个包含积分的表达式,该积分等于横截面对位于力偶平面垂直方向上的形心轴的惯性矩。
最终的简化表达式是最大应力的弹性弯曲公式。对于距中性面任意距离“y”的位置,该公式可给出构件弯曲时产生的弯曲应力。
在分析对称构件产生的弯曲时,了解在承受弯矩作用时的应力分布是至关重要的。通过应用基本力学和材料科学原理,特别是弹性材料的胡克定律,则可以有效地描述这种应力分布。
胡克定律指出,在材料的弹性极限内,应力与应变是成正比的。在承受弯矩的构件中,位于任何点处的应变都与中性轴(不经历纵向应变的中心层)之间的距…