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Mechanics of Materials * Mechanics of Materials ※提高梁强 度的措施 ▲提高梁强度的实际意义 两侦察兵体重均为800 N，等截面窄跳板， 允许最大弯矩[M]=600 N·m 问：如何安全过沟？ ▲ 实际应用 问题 ▲实心截面梁正应力与切应力比较 FP l ▲实心截面梁正应力与切应力比较 半径 d 宽为b、高为h ◆ 控制细长梁强度的因素 正应力强度条件： 一、减少弯矩值 1、合理安排梁的受力情况 x M Pl/4 x M A B P l a l/2 Pa/2 A B P l/2 l ▲提高弯曲梁强度的措施 正应力强度条件： 2、合理安排 梁的支座 q B A x M ql2/8 q 0.2l 0.2l 0.6l A B x M 工程实例： 门式起重机的大梁 锅炉筒体 多支座梁 斜拉桥示意图 南京长江二桥 （斜拉桥，628米） 悬索桥示意图 江阴长江大桥 （悬索桥，1385米） 美国金门大桥 （悬索桥，1280米） 二、提高抗弯截面系数 选用合理的截面形状 各种不同横截面形状的梁 在截面积A相同的情况下，抗弯截面系数W z越大，梁的承载能力越高。 1）矩形截面梁的横放与竖放 b h Zc h b Zc 2）截面形状不同时，用Wz/A来恒量截面的 合理性与经济性 -------越大，截面越合理 b h h h h h d 0.167h 0.125h 0.205h (0.27~0.31)h (0.29~0.31)h d=0.8h 常见截面的Wz/A值比较: 从表中可以看出，材料远离中性轴的截面较经济合理。 工程中的吊车梁、桥梁常采用工字形、槽形或箱形截面，房屋建筑中的楼板采用空心圆孔板，道理就在于此。 3）拉压性能不一的材料如铸铁，宜用不对称的截面，使中 性轴靠近拉的一侧 h2 Zc h1 Zc 三、设计梁的合理造型 1、变截面梁 1) b不变，中间h加大 Zc x M Pl/4 x b(x) bmin 2) h 不变，中间b随x与弯矩M（x）同规律变化，如上图 3) b 不变，中间h 随x与弯矩 M（x）规律变化，如 右图摇臂钻床的摇臂。 A B P l/2 l 2、等强度梁 阶梯梁 渔腹梁 （工艺上简化） 日本岩大桥 雨蓬梁板 ◆实例： 变截面梁 台风战斗机 朱德的扁担 海鸥 松树 构件选用何种材料，应综合考虑安全、经济等因素。近年 来低合金钢生产发展迅速，如16Mn钢、15MnTi钢等。这些 低合金钢的生产工艺和成本与普通钢相近，但强度高、韧性 好。南京长江大桥广泛采用了16Mn钢，与低碳钢相比节约 了15%的钢材。铸铁抗拉强度较低，但价格低廉。铸铁经球 化处理成为球墨铸铁后，提高了强度极限和塑性性能。不少 工厂用球墨铸铁代替钢材制造曲轴和齿轮，取得了较好的经 济效益。 四、提高材料的力学性能 台风战斗机 弯起钢筋布置 主应力迹线 五、其他方法