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24.1 : 梁中的主应力

在承受任意横向载荷的棱柱梁中,必须分析剪力和弯矩之间的相互作用,以了解应力分布并确保结构完整性。最高的法向应力或弯曲应力出现在梁的外侧纤维处,在中性轴处的线性区域则减小至零。相反,剪切应力在中性轴处达到峰值,并向外表面逐渐递减。

分析主应力是不可或缺的,特别是在集中载荷作用下的窄矩形悬臂梁中。主应力(位于任意点处的最大和最小法向应力)能够出现在没有剪应力的平面上。这些应力对于确定可能会出现断裂的点是至关重要的。对计算结果的研究通常表明了,此类梁内的最大法向应力通常不会超过表面应力,除非位于载荷作用点附近。其中的剪应力还有可能会超过法向应力。

计算最大法向应力的方法通常对于矩形横截面是有效的,并且可以通过更高级的计算或计算建模来使其适用于非矩形形状。重要的是需要考虑梁表面附近较大的剪切应力与梁表面附近的显著法向应力共存的情况。这些情况都有可能会导致出现意外的断裂模式,例如由剪切所引起的开裂,从而凸显出了实际结构设计的复杂性。

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Principal StressesBeam AnalysisShear ForcesBending MomentsStress DistributionStructural IntegrityNormal StressShear StressCantilever BeamsConcentrated LoadsFailure PointsSurface StressesComputational StudiesRectangular Cross sectionsShearing StressesShear induced Cracking

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