1.薄壁圆筒扭转时的切应力:σ=
2.三个弹性常数的关系:G=
3.圆轴剪切胡克定律和切应变:;
4.剪切应变能密度:=τ
5.极惯性矩:
6.圆轴扭转时的切应力:=;引用记号=,则有=;同时,对于不同截面的极惯性矩有:实心圆截面:=π,空心圆截面:π(-),
校核的强度条件:=[τ]
矩形截面:=b
圆轴扭转时的切应力推导:
(1).使用变形协调方程,又由于变形较小,选取微段作如下近似处理=ρ
(2).物理关系,使用胡克定律:=G
(3)利用平衡关系:微元面积dA=ρ,外力偶矩=dA 整理可得:=dA,=
引入=(抗扭截面系数),则有=
7.扭转变形的问题:扭转角,由上面的式子变形可得d=dx,两边同时积分可得:=,可以类比杆件轴向拉压时的公式: l=,抗拉压刚度EA和抗扭刚度G.等直圆杆扭转时注意强度和刚度的校核条件。
(1)弯曲内力:.取梁的左端点为坐标原点,x 轴向右为正,剪力
图向上为正,弯矩图向上为正。
(2)以集中力、集中力偶作用处、分布荷载开始或结束处,及支座截面处为界点将梁分段。
分段写出剪力方程和弯矩方程,然后绘出剪力图和弯矩图。
(3)梁上集中力作用处左、右两侧横截面上,剪力(图)有突变,突变值等于集中力的数值。
在此处弯矩图则形成一个尖角。
4.梁上集中力偶作用处左、右两侧横截面上的弯矩(图)有突变,其突变值等于集中力偶矩的数值。
但在此处剪力图没有变化。
(4)梁上的F Smax发生在全梁或各梁段的边界截面处;梁上的M max发生在全梁或各梁段的边界截面,或F S = 0 的截面处。
8.弯曲正应力和切应力:(1)针对纯弯曲梁端有正应力公式:
(适用范围为任意纵向对称面).曲率=,(称为抗弯刚度)(2)横力弯曲时的切应力(了解):以矩形截面为例,切应力公式为:
(,称为静矩),(掌握)=
由此可知,在中性轴上弯曲切应力最大.
9. 均布荷载作用产生最大弯矩=为M=q ,
规律:且对于受集中力作用的杆件,弯矩值可能位于集中力作用的截面处,对于受均布载荷的梁段,弯矩值最大处于跨中截面处。
10.挠曲线微分方程=,求解转角=dx+C,求解挠度:
dx+Cx+D,系数C和D由连续性和边界条件求出。
并注意使用叠加法求解挠曲线微分方程。