提高梁強度的措施

1、提高梁強度的措施自學(xué)報告姓名：鄭庭月學(xué)號：11253028專業(yè)：交通運輸（城市軌道交通）班級：運輸1104指導(dǎo)教師：祝瑛提高梁強度的自學(xué)報告【問題背景】由于彎曲正應(yīng)力是控制梁強度的主要因素，所以玩去正應(yīng)力的強度條件往往是設(shè)計梁的主要依據(jù)。根據(jù)這一條件，要提高梁的承載能力應(yīng)從兩方面考慮，一是合理的布局載荷，以降低最大彎矩的數(shù)值；另一方面是采用合理的截面形狀，以提高W的數(shù)值，充分利用材料的性能。工程上，主要從以下幾方面提高梁的強度。一、支座的合理安排和梁的載荷合理配置改善梁的受力情況，盡量降低梁內(nèi)最大瓦努，實質(zhì)上是減小了梁危險截面上的最大應(yīng)力值，也就相對提高了梁的強度。如圖1（a）所示。簡支梁受均

2、布載荷作用時，梁內(nèi)最大彎矩為Mmax=ql2/ 8=0.125ql2 1（b） 1（a）若將兩端支座靠近，移動距離a=0.2l，則最大彎矩減小為前者的1/ 5，即承載能力提高4倍。再如，在情況允許的條件下，可以把較大的集中力分散成較小的力，或者改變成分布載荷。圖2（a）為簡支梁跨度中心作用有集中力，梁的最大彎矩為Mmax=0.25Fl。如果將集中力F分散成圖2（b）所示的兩個集中力，梁的最大彎矩降低為Mmax=0.125Fl。再者，如果將集中力向支座方靠近，兩點最大彎矩也會相應(yīng)減小很多。二、選擇合理的截面形狀平面玩去時，兩橫截面上的正應(yīng)力沿著高度方向線性分布，距離中性軸越遠的點，正應(yīng)力越大，中

3、性軸附近的各點正應(yīng)力很小。當(dāng)?shù)乐行暂S最遠點上的正應(yīng)力達到許用用力值時，中性軸附近各點的正應(yīng)力還遠遠小于許用應(yīng)力值。因此，可以認(rèn)為，橫截面上中性軸附近的材料沒有被充分利用。為了使這部分材料得到充分利用，應(yīng)盡可能使橫截面上的面積分布在距中性軸較遠處，以使抗彎截面系數(shù)Wz增大。工程結(jié)構(gòu)中常用的有空心截面和各種各樣的薄壁截面（如工字形、槽形、箱型截面等）。增加Wz的同時，梁的橫截面面積有可能增大，這意味著要增加材料的消耗。因此，合理的截面應(yīng)是使橫截面W/A數(shù)值盡可能大。W/A數(shù)值與截面的形狀有關(guān)。以寬度為b、高度為h的矩形截面為例，當(dāng)橫截面豎直放置，而且載荷作用在豎直對稱面內(nèi)時，W/A=0.167h；

4、當(dāng)橫截面橫向放置時，而且載荷作用在短軸對稱面內(nèi)時，W/A=0.167b。如果h/b=2，則橫截面豎直放置時的W/A值是橫向放置時的兩倍。顯然，矩形截面梁豎直放置比較合理，圓環(huán)截面比圓形截面合理，槽形截面和工字形截面是更為合理的截面形式。經(jīng)濟合理的截面形狀應(yīng)當(dāng)使邊緣處的最大拉應(yīng)力與最大壓應(yīng)力同時達到材料的許用值。對抗拉與抗壓能力相同的材料（如鋼材），應(yīng)采用對稱于中性軸的截面，如圓形、矩形、工字形等，這樣，可使截面上下邊緣處的最大拉應(yīng)力和最大壓應(yīng)力數(shù)值相等，同時接近許用應(yīng)力。對于抗拉和抗壓強度不相等的材料（如鑄鐵），應(yīng)使中性軸偏于強度較弱（受拉）的一邊，使其邊緣處的拉應(yīng)力與；壓應(yīng)力同時達到許用值。

5、對這類截面，因為因此，為充分發(fā)揮材料的強度，最合理的設(shè)計應(yīng)使y1和y2之比接近于下列關(guān)系：Y1/Y2=t/c三、采用變截面梁或等強度梁前面討論的梁都是等截面的，W=常數(shù)，但梁在各截面上的彎矩卻隨截面的位置而變化。對于等彎矩梁來說，只有在彎矩為最大值Mmax的截面上，最大應(yīng)力才有可能接近許用應(yīng)力。其余各截面上彎矩較小，應(yīng)力與就較低，材料沒有充分利用。為了節(jié)約材料，減輕自重，可改變截面尺寸，是抗彎截面系數(shù)隨彎矩而變化。在彎矩較大處采用較大截面，而在彎矩較小處采用較小截面，這種截面沿軸線變化的梁，成為變截面梁。變截面梁的正應(yīng)力計算仍可近似地用等截面梁的公式。如果變截面梁各橫截面上的最大正應(yīng)力都相等，且都等于許用應(yīng)力，就稱為等強度梁。設(shè)梁在任一截面上的彎矩為M（x），而截面的抗彎截面系數(shù)為W（x），根據(jù)等強度梁的要求，所有橫截面的最大正應(yīng)力為=1、 矩形截面等強度梁截面寬度的設(shè)計2、 矩形截面等強度梁截面高度的設(shè)計如圖所示，若矩形截面等強度梁的截面寬度b為常數(shù)，而高度h為x的函數(shù)，即h=h(X)。根據(jù)工程實際的要求，可把梁做成如上圖所示的“魚腹梁”。還有機械上常用的疊