提高弯曲强度的措施.doc

7-6提高弯曲强度的措施梁的设计既要保证其具有足够的强度,在荷载作用下能安全的工作,又要节约材料,减轻自重,使其经济合理。一般情况下,梁的弯曲强度是由正应力控制的,弯曲正应力强度条件是梁弯曲强度计算的主要依据。要提高梁的强度应从以下几个方面入手:一、采用合理的截面形状1、根据Wz/A的比值选择截面梁能承受的弯矩与抗弯截面系数Wz成正比,而用料的多少又与截面面积A成正比,所以Wz/A的比值越大越合理。对截面高度相同而形状不同的截面,可用Wz/A的比值来比较:①高为h宽为b的矩形截面②直径为h的圆形截面③高为h的槽形及工字形截面可见,槽形及工字形截面最合理,矩形截面次之,圆形截面最差。这一结论也可用正应力的分布规律得到解释:当距中性轴最远处应力达到相应许用应力时,中性轴上(或附近)的应力分别为零(或较小),这部分材料没有充分发挥作用。故应把这部分材料移至远离中性轴的位置。为了充分发挥材料的潜力应将截面面积布置得离中性轴远些为好。所以,工程上常常采用工字形、环形、箱形截面等截面形式。2、根据材料的力学特性选择截面对于用抗拉和抗压强度相同的塑性材料制成的梁,宜选用对称于中性轴的截面,如工字形、矩形和圆环形截面。图7-27对于由脆性材料制成的梁,由于抗拉强度小于抗压强度,宜采用中性轴不是对称轴的截面,且应使中性轴靠近强度较低的一侧,如铸铁等脆性材料制成的梁常采用T形和箱形截面(如图7-27),并使y1和y2之比满足下式:即:截面受拉、受压边缘到的距离与材料的抗拉、抗压许用应力成正比,这样,截面上的最大拉应力和最大压应力同时达到许用应力。二、合理调整梁的受力情况合理调整梁的受力情况,在保证承载能力的前提下,降低最大弯矩值。1、合理布置荷载作用位置及方式在结构条件允许的情况下,适当把荷载安排得靠近支座,或把集中荷载分散成多个较小的荷载,均可达到减小截面上最大弯矩值的目的。如图7-28a所示简支梁M中=,改成图7-28b、7-28c、7-28d三种布置方式时,、、。图