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非对称弯曲
20.14
当弯矩不在构件的对称面内作用,或构件本身不具有任何对称面时,会发生非对称弯曲。
要理解非对称弯曲,需要研究任意形状截面的中性轴与力偶轴重合的条件。
考虑一个任意形状,其中中性轴和力偶轴均沿 z 轴方向。此处,沿 x 轴的力以及沿 y 轴和 z 轴的力偶矩可用应力和横截面积来表示。
在比例极限内,构件内部产生的应力可用最大应力来表示,以计算力偶矩的 y 分量。
该积分是沿 y 轴和 z 轴的惯性积,如果这些轴是形心轴,则其值为零。
因此,当且仅当力偶轴沿构件的某一形心轴方向时,横截面的中性轴才会与力偶轴重合。
当施加在结构构件上的弯曲力矩与其主轴不一致时,就会发生非对称弯曲。这种不一致会导致出现复杂的应力分布和挠度模式,这与对称弯曲中的应力分布和挠度模式是不同的,同时对于设计结构来说能够承受不同的负载条件是至关重要的。在非对称弯曲中,应力为零的中性轴不一定与横截面的几何轴线是对齐的。中性轴的方向取决于施加…