提高梁弯曲强度主要措施

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1、提高梁弯曲强度的主要措施弯曲正应力是控制抗弯强度的主要因素。因此，讨论提高梁抗弯强度的措施，应以弯曲正应力强度条件为主要依据。由可以看出，为了提高梁的强度，可以从以下三方面考虑。(1)合理安排梁的支座和载荷从正应力强度条件可以看出，在抗弯截面模量不变的情况下，Mmax越小，梁的承载能力越高。因此，应合理地安排梁的支承及加载方式，以降低最大弯矩值。例如图1(a)所示简支梁，受均布载荷q作用，梁的最大弯矩为。图1简支梁如果将梁两端的铰支座各向内移动0.2l，如图1(b)所示，则最大弯矩变为，仅为前者的1／5。由此可见，在可能的条件下，适当地调整梁的支座位置，可以降低最大弯矩值，提高梁的承

2、载能力。例如，门式起重机的大梁图2(a)，锅炉筒体图2(b)等，就是采用上述措施，以达到提高强度，节省材料的目的。图2合理安排梁的支座和载荷(2)采用合理的截面形状由正应力强度条件可知，梁的抗弯能力还取决于抗弯截面系数WZ。为提高梁的抗弯强度，应找到一个合理的截面以达到既提高强度，又节省材料的目的。比值可作为衡量截面是否合理的尺度，值越大，截面越趋于合理。例如图3中所示的尺寸及材料完全相同的两个矩形截面悬臂梁，由于安放位置不同，抗弯能力也不同。竖放时平放时当h>b时，竖放时的大于平放时的，因此，矩形截面梁竖放比平放更为合理。在房屋建筑中，矩形截面梁几乎都是竖放的，道理就在于此。图3矩

3、形梁的不同放置在讨论截面的合理形状时，还应考虑材料的特性。对于抗拉和抗压强度相等的材料，如各种钢材，宜采用对称于中性轴的截面，如圆形、矩形和工字形等。这种横截面上、下边缘最大拉应力和最大压应力数值相同，可同时达到许用应力值。对抗拉和抗压强度不相等的材料，如铸铁，则宜采用非对称于中性轴的截面，如图4所示。我们知道铸铁之类的脆性材料，抗拉能力低于抗压能力，所以在设计梁的截面时，应使中性轴偏于受拉应力一侧，通过调整截面尺寸，如能使y1和y2之比接近下列关系：图4非对称中性轴截面则最大拉应力和最大压应力可同时接近许用应力，式中和分别表示拉伸和压缩许用应力。(3)采用等强度梁横力弯曲时，梁的弯

4、矩是随截面位置而变化的，若设计成等截面的梁，则除最大弯矩所在截面外，其它各截面上的正应力均未达到许用应力值，材料强度得不到充分发挥。为了减少材料消耗、减轻重量，可把梁制成截面随截面位置变化的变截面梁。若截面变化比较平缓，前述弯曲应力计算公式仍可近似使用。当变截面梁各横截面上的最大弯曲正应力相同，井与许用应力相等时，即时，称为等强度梁。等强度梁的抗弯截面模量随截面位置的变化规律为由式可见，确定了弯矩随截面位置的变化规律，即可求得等强度梁横截面的变化规律。若设想把这一等强度梁分成若干狭条，然后叠置起来，并使其略微拱起，这就是汽车以及其他车辆上经常使用的叠板弹簧，如图5所示。使用上面的公式

5、，也可求得圆截面等强度梁的截面直径沿轴线的变化规律。但考虑到加工的方便及结构上的要求，常用阶梯形状的变截面梁(阶梯轴)来代替理论上的等强度梁，如图6所示。图5汽车叠板弹簧图6阶梯轴