曲梁与拱的正应力分析.pptxVIP

汇报人：曲梁与拱的正应力分析2024-02-06

目录结构与应力基本概念曲梁正应力分析方法拱结构正应力特点与计算方法影响因素及优化措施探讨实验验证与数值模拟技术应用工程实例分析与问题解决建议

01结构与应力基本概念Chapter

主要承受弯矩和剪力，如简支梁、连续梁等。梁式结构主要承受压力，利用曲线形状将荷载传递至支座，如圆拱、抛物线拱等。拱式结构由杆件组成，杆件主要承受拉力或压力，如平面桁架、空间桁架等。桁架结构结构类型及特点

单位面积上的内力，表示物体内部的受力状态。应力定义正应力垂直于截面，切应力平行于截面。在梁和拱的分析中，主要关注正应力。正应力与切应力应力定义与分类

正应力概念垂直于截面的应力分量，用符号σ表示。正应力意义反映物体在该点处受拉或受压的程度，是判断结构是否安全的重要指标。正应力概念及意义

表示材料在拉伸过程中所能承受的最大应力值。这些力学性质对于分析曲梁与拱的正应力具有重要意义。表示材料在单向受拉或受压时，横向应变与纵向应变之比的绝对值。表示材料在弹性阶段应力与应变之间的比例关系。表示材料开始发生明显塑性变形的应力值。泊松比弹性模量屈服强度抗拉强度材料力学性质简述

02曲梁正应力分析方法Chapter

基于弹性力学理论，分析曲梁在外部载荷作用下的弯曲变形行为。弹性力学基础弯曲变形过程影响因素阐述曲梁从受载到发生弯曲变形的整个过程，包括变形特点、应变分布等。探讨材料属性、截面形状、载荷类型等因素对曲梁弯曲变形的影响。030201弯曲变形基本原理

通过截取曲梁上的一段进行分析，利用平衡条件求解内力。截面法基于弹性力学中的积分方程，通过积分求解曲梁的内力分布。积分法利用有限元软件对曲梁进行建模和求解，得到精确的内力分布结果。有限元法曲梁内力计算方法

03危险点确定确定曲梁截面上的最大正应力点，即危险点，为强度校核提供依据。01应力计算公式根据材料力学中的应力计算公式，推导曲梁截面上的正应力分布规律。02应力分布特点分析不同载荷类型下曲梁截面上的正应力分布特点，如均匀分布、线性分布等。截面法求正应力分布

叠加原理概述阐述叠加原理的基本思想，即多个载荷同时作用时，曲梁的应力和变形可分别计算后叠加。复杂曲梁分析针对具有多个弯矩、剪力和扭矩的复杂曲梁，应用叠加原理进行应力和变形分析。注意事项讨论在应用叠加原理时需要注意的问题，如载荷的独立性、边界条件的影响等。叠加原理在复杂曲梁中应用

03拱结构正应力特点与计算方法Chapter

静定结构，在竖向荷载作用下，除产生竖向反力外，还产生水平推力。三铰拱一次超静定结构，在竖向荷载作用下，除产生竖向反力外，也产生水平推力，但推力大小与三铰拱不同。两铰拱三次超静定结构，在竖向荷载作用下，拱主要承受压力，弯矩较小，能充分发挥材料的抗压性能。无铰拱拱结构类型及特点介绍

拱的内力主要由压力线传递，压力线越接近拱轴线，拱的受力越有利。在竖向荷载作用下，拱的弯矩图呈反对称分布，最大弯矩发生在拱顶和拱脚截面。拱的水平推力与竖向反力成正比，推力越大，拱的竖向反力也越大。拱内力传递路径和规律

将拱视为简支梁，按静力平衡条件求解拱脚反力，适用于初步估算。简支梁法考虑拱的弹性压缩变形，通过求解弹性中心处的位移协调方程得到拱脚反力。弹性中心法利用有限元软件建立拱的数值模型，通过计算得到拱脚反力及内力分布。有限元法拱脚反力计算方法本假设假设拱截面上的应力分布是均匀的，忽略剪切应力的影响。计算步骤选择计算截面→确定计算点位置→计算截面面积和惯性矩→根据平衡方程求解正应力。截面法原理根据静力平衡条件和应力分布假设，求解截面上的正应力。注意事项在计算过程中要考虑拱的变形和内力重分布的影响，以及截面形状和尺寸的变化对应力计算结果的影响。截面法求拱结构正应力

04影响因素及优化措施探讨Chapter

跨度与矢高比跨度与矢高比是影响曲梁与拱内力分布的重要因素，合理设计可减小正应力。拱的线形不同线形（如圆拱、抛物线拱、悬链线拱等）对正应力分布有一定影响。曲梁与拱的截面形状不同截面形状（如圆形、矩形、工字形等）对正应力分布有显著影响。几何参数对正应力影响

材料属性对正应力影响弹性模量材料的弹性模量越大，相同外力作用下产生的正应力越小。泊松比泊松比对曲梁与拱的正应力分布有一定影响，但相对较小。材料强度材料强度决定了结构能承受的最大正应力，是设计中的重要参数。

动力载荷如风载、地震载荷等动力载荷作用下，结构的正应力分布和大小会受到影响。温度载荷温度变化会引起结构热胀冷缩，从而产生附加应力和变形，对正应力分布有一定影响。静载作用恒载和活载作用下，曲梁与拱的内力和正应力分布会发生变化。载荷条件对正应力影响

截面优化结构选型载荷控制有限元分析优化设计策略和方过优化截面形状和尺