§ 3 拉伸(压缩)与弯曲横向力与轴向力共同作用
q
l
A B
F F NF
z
zM
A
FN
N
+ =
Z
M I
yM max
Z
zN
I
yM
A
F
m i n
m a x?
设图示简易吊车在当小车运行到距离梁端 D还有 0.4m
处时,吊车横梁处于最不利位置。已知小车和重物的总重量 F= 20kN,钢材的许用应力[ σ ]= 160MPa,暂不考虑梁的自重。按强度条件选择横梁工字钢的型号。
AxF
AyF
BF
BxF
ByF
F
kN7.49
kNm30B左截面压应力最大
z
zN
W
M
A
F
m ax
z
z
W
M 35.187 cmW z?
查表并考虑轴力的影响:
a20 3237cmW z? 25.35 cmA? M Pa6.14010237
1030
105.35
107.49
3
6
2
3
m a x


一桥墩如图示。承受的荷载为:上部结构传递给桥墩的压力 F0= 1920kN,桥墩墩帽及墩身的自重 F1= 330kN,基础自重 F2= 1450kN,车辆经梁部传下的水平制动力 FT= 300kN。试绘出基础底部 AB面上的正应力分布图。已知基础底面积为 b× h= 8m× 3.6m的矩形。
210 FFFF N kN3700?
kN3700
k N mFM T 1 7 4 08.5m a x
kNm1740
Z
zN
I
yM
A
F
m i n
m a x

M P a
M P a
2 2 9.0
0 2 7.0
229.0 027.0
一受拉弯组合变形的圆截面钢轴,若用第三强度理论设计的直径为 d3,用第四强度理论设计的直径为 d4,则
d3 _____ d4。 (填,>,,,<,或,=,)
因受拉弯组合变形的杆件,危险点上只有正应力,而无切应力,
313r 22 4
2132322214 21r 22 3
43 rr

2000年西安交通大学如图示一矩形截面折杆,已知 F= 50kN,尺寸如图所示,α = 30° 。( 1)求 B点横截面上的应力
( 2)求 B点 α = 30° 截面上的正应力;
( 3)求 B点的主应力 σ 1,σ 2,σ 3,。
mm600
mm400
mm200
mm200
mm100
F
B
cosF
sinF
sinF
sin200 F
A
F
W
M N
6
c o s400s in200
2bh
FF
bh
F?sin?
M P a23.17
B
32.17030 60c o s120 MPa9.12 01
02
M Pa23.1732001年中南大学偏心拉伸(压缩)
单向偏心拉伸(压缩)
F
F
e F
FeM?
F
FeM?
F
FeM?
NF
FeM?
A B
A? B?
y
z
e
Z
N
I
F e y
A
F
单向偏心压缩时,距偏心力较近的一侧边缘总是产生压应力,而最大正应力总是发生在距偏心力较远的另一侧,其值可能是拉应力,
也可能是压应力,
双向偏心拉伸(压缩)
y
z F
ze
ye
y
zF
yz FeM?
zy FeM?
1.外力分析
2.内力分析
FFN?
zy FeM?
yz FeM?
3.应力计算
zyE,
z
z
y
yN
I
yM
I
zM
A
F
A B
CD
z
z
y
yN
A W
M
W
M
A
F
z
z
y
yN
B W
M
W
M
A
F
z
z
y
yN
C W
M
W
M
A
F
z
z
y
yN
D W
M
W
M
A
F
图示矩形截面钢杆,用应变片测得杆件上、下表面的轴向正应变分别为 ε a= 1× 10- 3,ε b =
0.4× 10- 3,材料的弹性模量 E= 210GPa 。 (1).试绘出横截面上的正应力分布图; (2).求拉力 F及偏心距 δ 的距离。
a?
b?
F F
5
25
aa E M Pa210?
bb E MPa84?
MPa210
MPa84
W
M
A
F N
a 2
6
bh
F
bh
F
W
M
A
F N
b 2
6
bh
F
bh
F
babhF 2

F
bh ba
12
2
kN38.18?
mm786.1?
截面核心
y
z F
ze
ye
z
z
y
yN
I
yM
I
zM
A
F
y
zF
yz FeM?
zy FeMzyE,
A B
CD
z
y
y
z
I
yFe
I
zFe
A
F
令 y0,z0代表中性轴上任一点的坐标
000
z
y
y
z
I
yFe
I
zFe
A
F?
A
Ii y
y?
02 02 0 Ai yFeAi zFeAF
z
y
y
z
01 2 02 0


z
y
y
z
i
ye
i
ze
A
F
01 2 02 0


z
y
y
z
i
ye
i
ze
中性轴是一条不通过截面形心的直线
00?z?ya oy
y
z
e
i2
00?y?za oz
z
y
e
i2
z
y
zy ee,
ya
za
中性轴
z
y
zy ee,
ya
za
中性轴中性轴与偏心力的作用点总是位于形心的相对两侧,且偏心力作用点离形心越近,中性轴就离形心越远,
当偏心距为零时,中性轴位于无穷远处,
00?z oy
y
z
e
i2
00?y oz
z
y
e
i2
ya
za
当偏心力的作用点位于形心附近的一个限界上时,可使得中性轴恰好与周边相切,这时横截面上只出现压应力,
该限界所围成的区域 -----截面的形心
y
z
d
A
8
d
8
d
O1

求直径为 D的圆截面的截面核心,
21
da
y1za
22 zy ii?
A
Iy?
4
64
2
4
d
d

16
2d?
y
z
y e
ia 2
z
y
z e
ia 2
ye 8
d? 0?ze
y
z
b
AD
C B
h

21
ha
y1za
y
z
y e
ia 2
z
y
z e
ia 2
2yi AIy
bh
hb 123?
12
2b?
2zi AIz
12
2h?
1ye 6h1ze 0
1
6
h

2
6
b

6
h
3

46
b
确定边长为 h和 b的矩形截面的截面核心,