彎曲中心

彎曲中心

彎曲中心(bending center)亦稱“剪下中心”。是指梁在兩個形心主慣性平面(各截面形心主軸所組成的平面)內分別發生彎曲時,橫截面上相應的兩個剪力作用線的交點。如外力作用在與軸線垂直的平面內,並通過彎曲中心,梁只發生彎曲,不產生扭轉。當外力通過彎曲中心並平行於形心主軸,梁將發生平面彎曲 。

基本介紹

梁要發生平面彎曲,要求梁的橫截面至少有一個對稱軸,全梁至少有一個縱向對稱平面。所有橫向力都作用在這個對稱平面內。對於非對稱薄壁截面梁,為使梁只發生彎曲不扭轉,樑上的橫向外力所在的縱向平面就必須通過某一點,這一點稱為 彎曲中心,或 剪下中心

圖1 圖1

彎曲中心位置特點

彎曲中心的位置取決於截面的幾何形狀和大小,彎曲中心的位置有如下特點(表1)。

(1) 具有對稱軸或反對稱軸的截面,其彎曲中心與形心重合。

(2) 有一個對稱軸的截面,其彎曲中心必在此對稱軸上。

(3) 若薄壁截面的中心線是由相交於一點的若干直線所組成,則此交點就是截面的彎曲中心 。

項次12
截面形狀
彎曲中心 彎曲中心
彎曲中心 彎曲中心
彎心A的位置與形心重合
彎曲中心 彎曲中心
項次34
截面形狀
彎曲中心 彎曲中心
彎曲中心 彎曲中心
彎心A的位置
彎曲中心 彎曲中心
在兩個狹長矩形中線的交點
項次56
截面形狀
彎曲中心 彎曲中心
彎曲中心 彎曲中心
彎心A的位置在兩個狹長矩形中線的交點與形心重合

例題分析

【例1】就正應力強度而言,下圖所示的梁,以下哪個圖所示的載入方式最好? ( )

解:梁的彎曲正應力的最大值與梁的最大彎矩有關,由彎矩圖可見選項D的最大彎矩較小。故應選D 。

彎曲中心 彎曲中心
彎曲中心 彎曲中心
彎曲中心 彎曲中心
彎曲中心 彎曲中心

【例2】矩形截面梁橫力彎曲時,截面中性軸處正應力和切應力正確的是( )。

A.正應力最大,切應力等於零 B.切應力最大,正應力等於零

C.正應力最大,切應力最大 D.正應力等於零,切應力等於零

正確答案B

解:由截面上正應力和切應力的分布規律可知,中性軸上正應力等於零,切應力最大。

【例3】受橫向力作用時,若要求梁只產生平面彎曲而不發生扭轉,則橫向力作用的條件是( )。

A.作用面與形心主慣性面重合 B.作用面與形心主慣性面平行

C.通過彎曲中心的任意平面 D.通過彎曲中心,平行於主慣性平面

正確答案D

解:對於非對稱的薄壁截面梁,若要求梁只產生平面彎曲而不發生扭轉,則外力通過彎曲中心,且平行於主慣性平面。

注意:對於有對稱軸的截面梁,要發生平面彎曲,所有橫向力都必須作用在這個對稱軸所組成的縱向對稱平面內 。

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