弯曲 (力学)

✍ dations ◷ 2025-10-25 12:05:37 #静力学,固体力学,变形

弯曲(bending)也称为屈曲(flexure),为材料力学的名词.是指一形状狭长的结构件固体,受到和其长轴垂直的外力时,固体变形的情形。

若结构件在某一方向长度很长,另外二方向的尺寸是该方向尺寸的1/10或更小,即满足上述形状狭长的定义,当其长度显著的大于其宽度及厚度,此结构件会称为梁。例如衣櫉中的横杆会因为衣架上衣服的总重量而变形,就是梁受力弯曲的例子。另外方面,壳层(英语:Shell (structure))是指另外一种结构,其长宽是相近的数量级,但其厚度较长宽要小很多。例如一个大直径、薄壁,长度和直径相当的管子横放,一侧固定,上方乘载重量,是壳层受力弯曲的例子之一。

若没有具体说明物体的形状,“弯曲”可以指任何外形物体的弯曲。在工程应用上,有时会说明弯曲物体的形状,例如“杆的弯曲”(bending of rods)、“梁的弯曲”(bending of beams)、平板弯曲(英语:Bending of plates)(bending of plates)、壳层弯曲(bending of shells)等。

梁在受到侧向力时,其内部会变形,而且会产生应力。准静(quasi-static)弯曲是假设弯曲产生的形变以及应力不随时间而变化。若考虑一水平梁,两侧固定,中间受到往下的力,梁的上半部会受到压缩力,而梁的上半部会受到拉伸力。由于其侧向力,会产生以下两种内应力:

后二个力会形成力偶或是矩(英语:Moment (physics)),两个力大小相等,方向相反。弯矩(英语:Bending moment)会抵抗梁受力弯曲时的变形特性。若一些简化的假设成立,可以精确估测梁上的应力分布。

在细长梁的欧拉﹣伯努力栋梁方程中,重要的假设是“平面截面在受力后仍维持平面”,换句话说,不考虑剪力对截面的影响(无剪切形变)。而且线性的应力应力分布只适用于最大应力小于材料屈服强度情形。(条目塑性弯曲(英语:plastic bending)会探讨应力超过屈服强度的情形。)在材料屈服时,截面受到的最大应力(在离梁的中性轴(英语:neutral axis)最远的位置)定义为抗挠强度(英语:flexural strength)。

考虑以下条件成立的梁:

此情形下,描述梁形变( w {\displaystyle w} = 0, = 1

mode = 0, = 2

mode = 1, = 2

相关

  • 甲状腺功能亢进症甲状腺功能亢进症(Hyperthyroidism),又称甲状腺机能亢进症,简称甲状腺亢进、甲亢,是一种由于体内过量的三碘甲腺原氨酸(T3)和 四碘甲腺原氨酸(T4,也即甲状腺素)造成的临床症状。而甲状
  • 勒文海姆李奥帕德·勒文海姆(生于1878年6月26日,德国克雷费尔德;死于1957年5月5日,柏林)是一位德国数学家,主要成就在数理逻辑方面。纳粹政权强迫勒文海姆退休,因为在纽伦堡法案,他被认为只
  • The World Factbook《世界概况》(英语:The World Factbook,又译作世界各国纪实年鉴)是由美国中央情报局出版的调查报告,发布世界各国及地区的概况,例如人口、地理、政治及经济等各方面的统计数据。因
  • 胡敦欣胡敦欣(1936年10月20日-),中国物理海洋学家。出生于山东省即墨县(今青岛市即墨区)。1961年毕业于山东大学(毕业前改组为山东海洋学院,今中国海洋大学)。1966年中国科学院海洋研究所研
  • 食糜食糜(英语:chyme,语源来自于希腊语:χυμός,意思为汁液)是一种从胃离开,进入十二指肠的半流体物质,成分为部分消化的食物。食糜在英文中又称作“chymus”,是一种液体状物质,会在通
  • 河西区河西区是中国天津市的市辖区,面积41.24平方千米,户籍人口76万,因地处海河西岸而得名。天津市人民政府、小白楼地区城市主中心、友谊路金融街、天津市文化中心等都位于该区域内
  • 睡眠性交症睡眠性交症(sleep sex、sexsomnia)是一种患者在睡眠中进行性行为的症状,属于睡眠异常。在一些极端案例中,睡眠性交症会导致性骚扰甚至强奸的发生。 这种病症发现时间并不长,但已
  • 泰国菜泰国菜,泛指泰国民族的饮食文化。泰国菜以酸、辣、咸、甜、苦五味的平衡为特点。泰国菜有五大菜系,分别为泰国中原菜、首都菜、泰国南部菜、兰纳菜与依善菜,反映泰国五方不同的
  • 游奕交互游奕互动(UEGAME)为中国大陆电玩游戏公司,成立于2014年,初期为合作代工其他游戏厂联合开发,后期开始自主研发游戏。2016年获得刀塔传奇的开发商龙图游戏策略投资,2017年其自主游戏
  • 联席会议美国国会联席会议是指美国国会(美国参议院和美国众议院)在特殊场合共同举办的联合会议,常见的场合有国情咨文和美国总统选举结果确认会议。