在线计算网 · 发布于 2025-03-21 17:35:03 · 已经有22人使用
在工程力学——材料力学中,偏心拉伸与压缩是一个重要的概念,广泛应用于实际工程中。本文将详细讲解偏心拉伸与压缩的基本原理、计算方法和应用实例,帮助大家深入理解这一知识点。
偏心拉伸与压缩是指外力作用点不在构件轴线上,导致构件同时受到拉伸(或压缩)和弯曲的复合变形。
轴向拉伸与压缩的外力作用点在构件轴线上,而偏心拉伸与压缩的外力作用点偏离轴线,产生附加弯矩。
偏心拉伸与压缩时,构件内部产生轴向应力和弯曲应力。总应力为两者叠加。
偏心力的作用会产生弯矩,导致构件弯曲。剪力在偏心拉伸与压缩中通常较小,可忽略。
总应力 $\sigma$ 计算公式: $$\sigma = \sigma_{axial} + \sigma_{bending}$$ 其中,$\sigma_{axial}$ 为轴向应力,$\sigma_{bending}$ 为弯曲应力。
总变形 $\delta$ 计算公式: $$\delta = \delta_{axial} + \delta_{bending}$$ 其中,$\delta_{axial}$ 为轴向变形,$\delta_{bending}$ 为弯曲变形。
问题描述:一根长度为 $L$,截面面积为 $A$ 的杆件,受到偏心拉力 $P$,偏心距为 $e$。
解答步骤:
计算轴向应力: $$\sigma_{axial} = \frac{P}{A}$$
计算弯曲应力: $$\sigma_{bending} = \frac{Pe}{I}$$ 其中,$I$ 为截面惯性矩。
计算总应力: $$\sigma = \sigma_{axial} + \sigma_{bending}$$
问题描述:一根长度为 $L$,截面面积为 $A$ 的柱子,受到偏心压力 $P$,偏心距为 $e$。
解答步骤:
计算轴向应力: $$\sigma_{axial} = -\frac{P}{A}$$
计算弯曲应力: $$\sigma_{bending} = \frac{Pe}{I}$$
计算总应力: $$\sigma = \sigma_{axial} + \sigma_{bending}$$
偏心拉伸与压缩常见于桥梁、建筑物等结构中,设计时需考虑其影响。
确保构件材料强度足够。
合理设计构件截面,减小偏心距。
偏心拉伸与压缩是材料力学中的重要内容,理解和掌握其计算方法对工程实践具有重要意义。希望通过本文的讲解,大家能够更好地应用这一知识点。
参考资料
《材料力学》教材
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