匯報(bào)人：AA2024-01-31工程力學(xué)梁強(qiáng)度計(jì)算課件目錄CONTENTS引言梁的基本概念與分類梁的強(qiáng)度計(jì)算基本原理彎曲正應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用彎曲剪應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用組合變形下梁的強(qiáng)度計(jì)算梁的強(qiáng)度計(jì)算在工程中的應(yīng)用課程總結(jié)與展望01引言培養(yǎng)學(xué)生掌握工程力學(xué)梁強(qiáng)度計(jì)算的基本原理和方法，為解決實(shí)際工程問(wèn)題打下基礎(chǔ)。隨著工程技術(shù)的不斷發(fā)展，梁強(qiáng)度計(jì)算在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)，掌握梁強(qiáng)度計(jì)算方法是必不可少的技能。目的和背景背景目的課程內(nèi)容本課程將介紹梁強(qiáng)度計(jì)算的基本概念、原理和方法，包括靜力學(xué)基礎(chǔ)、材料力學(xué)性質(zhì)、梁的彎曲和剪切、強(qiáng)度理論等。課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)該能夠掌握梁強(qiáng)度計(jì)算的基本原理和方法，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題，并具備一定的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。課程內(nèi)容和目標(biāo)教學(xué)方法本課程將采用講授、案例分析、實(shí)驗(yàn)等多種教學(xué)方法，注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。教學(xué)手段本課程將利用多媒體課件、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)等現(xiàn)代化教學(xué)手段，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源和良好的學(xué)習(xí)環(huán)境。教學(xué)方法和手段02梁的基本概念與分類梁是一種受彎構(gòu)件，主要用于承受橫向荷載并將其傳遞到支座上。在工程結(jié)構(gòu)中，梁扮演著重要的角色，如橋梁、建筑框架、機(jī)械零件等。梁的作用是通過(guò)其抗彎剛度來(lái)抵抗外部荷載引起的彎曲變形，從而保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。梁的定義和作用根據(jù)梁的支承情況，可分為簡(jiǎn)支梁、連續(xù)梁和懸臂梁等。根據(jù)梁的截面形狀，可分為矩形梁、圓形梁、T形梁、I形梁等。各種梁具有不同的受力特點(diǎn)和適用范圍，如簡(jiǎn)支梁受力簡(jiǎn)單、連續(xù)梁傳力連續(xù)、懸臂梁抗彎剛度大等。梁的分類及特點(diǎn)梁的幾何參數(shù)包括長(zhǎng)度、寬度、高度等，這些參數(shù)決定了梁的外部尺寸和形狀。梁的截面特性包括截面面積、慣性矩、抗彎截面系數(shù)等，這些特性反映了梁在受力時(shí)的抵抗能力。對(duì)于不同類型的梁，其截面特性的計(jì)算方法和公式也有所不同，需要根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇和計(jì)算。梁的幾何參數(shù)和截面特性03梁的強(qiáng)度計(jì)算基本原理指材料或結(jié)構(gòu)在受力作用下，抵抗破壞或變形的能力。強(qiáng)度當(dāng)材料或結(jié)構(gòu)的應(yīng)力達(dá)到某一極限值時(shí)，將發(fā)生破壞或過(guò)量的塑性變形。極限狀態(tài)考慮到實(shí)際工程中的不確定性和分散性，對(duì)計(jì)算強(qiáng)度進(jìn)行折減的系數(shù)。安全系數(shù)強(qiáng)度計(jì)算的基本概念受力平衡且支反力可由靜力平衡條件求得的梁。靜定梁受力平衡但支反力不能僅由靜力平衡條件求得的梁。超靜定梁梁在外部載荷作用下，內(nèi)部產(chǎn)生的抵抗變形的力，如軸力、剪力和彎矩。內(nèi)力表示梁內(nèi)沿長(zhǎng)度方向各截面內(nèi)力的圖形。內(nèi)力圖梁的受力分析和內(nèi)力計(jì)算正應(yīng)力平行于截面的應(yīng)力分量，通常引起剪切變形。切應(yīng)力強(qiáng)度條件變形條件01020403保證梁在正常工作條件下，最大變形不超過(guò)規(guī)定的允許值。垂直于截面的應(yīng)力分量，通常引起拉伸或壓縮變形。保證梁在正常工作條件下，最大應(yīng)力不超過(guò)材料的許用應(yīng)力。應(yīng)力計(jì)算和強(qiáng)度條件04彎曲正應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用彎曲正應(yīng)力公式01σ=My/I，其中σ為彎曲正應(yīng)力，M為彎矩，y為所求點(diǎn)到中性軸的距離，I為截面對(duì)中性軸的慣性矩。彎矩計(jì)算02彎矩是力與力臂的乘積，對(duì)于梁來(lái)說(shuō)，彎矩等于荷載與荷載作用點(diǎn)到梁支點(diǎn)的距離的乘積。慣性矩計(jì)算03慣性矩是截面面積與截面形心到所求點(diǎn)的距離平方的乘積，對(duì)于矩形截面，慣性矩I=bh^3/12，其中b為矩形寬度，h為矩形高度。彎曲正應(yīng)力的計(jì)算公式03彎曲正應(yīng)力與截面慣性矩成反比截面慣性矩越大，抵抗彎曲變形的能力越強(qiáng)，因此彎曲正應(yīng)力越小。01彎曲正應(yīng)力沿梁高呈線性分布在純彎曲情況下，彎曲正應(yīng)力沿梁的高度方向呈線性分布，中性軸上的應(yīng)力為零，離中性軸越遠(yuǎn)，應(yīng)力越大。02彎曲正應(yīng)力與彎矩成正比在相同截面和材料的條件下，彎矩越大，彎曲正應(yīng)力也越大。彎曲正應(yīng)力的分布規(guī)律橋梁設(shè)計(jì)在橋梁設(shè)計(jì)中，需要考慮橋梁在荷載作用下的彎曲變形和應(yīng)力分布，以確保橋梁的安全性和穩(wěn)定性。通過(guò)計(jì)算彎曲正應(yīng)力，可以對(duì)橋梁的截面尺寸、材料選擇和配筋等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)中，彎曲正應(yīng)力的計(jì)算對(duì)于軸的強(qiáng)度和剛度校核具有重要意義。通過(guò)計(jì)算軸的彎曲正應(yīng)力，可以確定軸的截面尺寸、材料選擇和熱處理工藝等，以保證軸的承載能力和使用壽命。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，彎曲正應(yīng)力的計(jì)算對(duì)于梁、板、柱等構(gòu)件的承載能力和變形控制具有重要意義。通過(guò)計(jì)算彎曲正應(yīng)力，可以對(duì)構(gòu)件的截面尺寸、配筋和構(gòu)造措施等進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高結(jié)構(gòu)的整體性能和安全性。彎曲正應(yīng)力的應(yīng)用實(shí)例05彎曲剪應(yīng)力計(jì)算及應(yīng)用τ=FQs/It。其中，F(xiàn)為橫截面上的剪力，Qs為橫截面上離中性軸為y的線段與中性軸所圍成的面積對(duì)中性軸的靜矩，I為橫截面對(duì)中性軸的慣性矩，t為梁的厚度。彎曲剪應(yīng)力基本公式該公式適用于等截面直梁在純彎曲情況下的剪應(yīng)力計(jì)算。對(duì)于變截面梁或非純彎曲情況，需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?。公式適用條件彎曲剪應(yīng)力的計(jì)算公式剪應(yīng)力分布與截面形狀有關(guān)在矩形截面梁中，最大剪應(yīng)力發(fā)生在中性軸上；在圓形截面梁中，最大剪應(yīng)力發(fā)生在圓截面的邊緣。剪應(yīng)力沿梁長(zhǎng)度方向的變化在集中力作用處，剪應(yīng)力發(fā)生突變；在均布載荷作用下，剪應(yīng)力沿梁長(zhǎng)度方向均勻分布。彎曲剪應(yīng)力的分布規(guī)律010203工程實(shí)例一橋梁工程中，通過(guò)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行彎曲剪應(yīng)力計(jì)算，可以評(píng)估橋梁的承載能力和安全性，為橋梁設(shè)計(jì)和施工提供重要依據(jù)。工程實(shí)例二機(jī)械工程中，彎曲剪應(yīng)力計(jì)算常用于評(píng)估機(jī)械零件的強(qiáng)度和疲勞壽命。例如，對(duì)于受彎矩作用的軸類零件，通過(guò)計(jì)算其彎曲剪應(yīng)力可以確定其是否需要加強(qiáng)或優(yōu)化。工程實(shí)例三土木工程中，彎曲剪應(yīng)力計(jì)算也廣泛應(yīng)用于各種建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和分析中。例如，在高層建筑中，需要考慮風(fēng)載和地震載荷對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行彎曲剪應(yīng)力計(jì)算可以確保其穩(wěn)定性和安全性。彎曲剪應(yīng)力的應(yīng)用實(shí)例06組合變形下梁的強(qiáng)度計(jì)算組合變形的概念和分類組合變形的定義組合變形是指梁在同時(shí)受到多種基本變形（如彎曲、剪切、扭轉(zhuǎn)等）作用時(shí)產(chǎn)生的綜合變形效應(yīng)。組合變形的分類根據(jù)梁所受外力的不同，組合變形可分為彎曲與剪切組合變形、彎曲與扭轉(zhuǎn)組合變形、彎曲、剪切與扭轉(zhuǎn)組合變形等多種類型。對(duì)組合變形下的梁進(jìn)行受力分析，需要綜合考慮梁所受的各種外力（如集中力、均布力、力矩等）以及梁的約束條件。受力分析根據(jù)受力分析的結(jié)果，可以計(jì)算出梁在組合變形下的內(nèi)力分布，包括彎矩、剪力和扭矩等。這些內(nèi)力是后續(xù)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算的基礎(chǔ)。內(nèi)力計(jì)算組合變形下梁的受力分析和內(nèi)力計(jì)算VS根據(jù)梁的材料力學(xué)性質(zhì)和組合變形的類型，選擇合適的強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。常用的強(qiáng)度計(jì)算公式包括最大正應(yīng)力公式、最大剪應(yīng)力公式、畸變能密度公式等。強(qiáng)度計(jì)算步驟首先根據(jù)內(nèi)力計(jì)算的結(jié)果確定梁的危險(xiǎn)截面，然后應(yīng)用強(qiáng)度計(jì)算公式計(jì)算該截面的應(yīng)力或應(yīng)變，最后根據(jù)梁的許用應(yīng)力或應(yīng)變判斷梁的強(qiáng)度是否滿足要求。如果梁的強(qiáng)度不足，需要采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。強(qiáng)度計(jì)算公式的選擇組合變形下梁的強(qiáng)度計(jì)算方法07梁的強(qiáng)度計(jì)算在工程中的應(yīng)用確保梁在承受載荷時(shí)具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時(shí)考慮經(jīng)濟(jì)性、安全性和耐久性。確定梁的類型和尺寸，分析載荷情況，選擇合適的材料，進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和校核，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)原則設(shè)計(jì)步驟梁的設(shè)計(jì)原則和步驟梁的強(qiáng)度校核方法和流程通過(guò)比較梁的應(yīng)力與材料的許用應(yīng)力來(lái)判斷梁的強(qiáng)度是否滿足要求，常用方法包括極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法和容許應(yīng)力法。校核方法收集梁的幾何尺寸、材料特性和載荷數(shù)據(jù)，計(jì)算梁的應(yīng)力和變形，判斷是否符合強(qiáng)度要求，如不滿足則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。校核流程實(shí)例分析針對(duì)具體工程中的梁進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算和分析，如橋梁、建筑框架梁等，考慮實(shí)際載荷情況和邊界條件，評(píng)估梁的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。討論結(jié)合工程實(shí)例，討論梁強(qiáng)度計(jì)算中的難點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)，探討提高梁強(qiáng)度的措施和方法，為類似工程提供參考和借鑒。工程實(shí)例分析與討論08課程總結(jié)與展望包括簡(jiǎn)支梁、懸臂梁、連續(xù)梁等類型，以及各自的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景。梁的基本概念和分類梁的強(qiáng)度計(jì)算原理梁的穩(wěn)定性分析工程實(shí)例分析涵蓋剪切力、彎矩、正應(yīng)力等基本概念，以及強(qiáng)度計(jì)算的基本方法和步驟。介紹梁在受壓、受彎等情況下的穩(wěn)定性問(wèn)題，以及提高穩(wěn)定性的措施。結(jié)合實(shí)際工程案例，分析梁的強(qiáng)度計(jì)算和穩(wěn)定性問(wèn)題，加深理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。課程重點(diǎn)內(nèi)容回顧系統(tǒng)學(xué)習(xí)課程知識(shí)建立完整的知識(shí)體系，掌握梁強(qiáng)度計(jì)算的基本原理和方法。重視實(shí)踐環(huán)節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)，加深對(duì)理論知識(shí)的理解和應(yīng)用。多做練習(xí)題通過(guò)大量的練習(xí)題，提高解題能力和思維水平。及時(shí)復(fù)習(xí)和總結(jié)定期復(fù)習(xí)所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)重點(diǎn)和難點(diǎn)，形成自己的學(xué)習(xí)筆記。學(xué)習(xí)方法和建議隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)值仿真技術(shù)在梁強(qiáng)度計(jì)算中的應(yīng)用將