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【知识点】有限元刚度强度
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发布时间:2020-03-27 作者: 浏览数:3844

1、材料的抗弯刚度计算方法的由来

答:抗弯刚度:是指物体抵抗其弯曲变形的能力。早期用于纺织。抗弯刚度大的织物,悬垂性较差;纱支粗,重量大的织物,悬垂性亦较差,影响因素很多,有纤维的弯曲性能、纱线的结构、还有织物的组织特性及后整理等。抗弯刚度现多用于材料力学和混凝土理论中,其英文名称为:bending rigidity。以材料的弹性模量与被弯构件横截面绕其中性轴的惯性矩的乘积来表示材料抵抗弯曲变形的能力。
材料的抗弯刚度计算,实际上就是对材料制成的构件进行变形(即挠度)控制的依据,计算方法的由来,应该是从材料的性能特征中得到的:
第一个特性决定材料的抗压强度和抗拉强度,当材料的抗拉强度决定构件的承载力时,因其延伸率很大,而表现出延性破坏特征,反之即为脆性破坏。如抗弯适筋梁和超筋梁,大小偏心受压。而抗剪构件,在桁架受力模型中,不存在强度正比关系(抗弯尽管也不是严格意义上的正比关系,但基本接近正比),而只是双线性关系,所以,其适筋时的延性也不如抗弯适筋梁,只就是概念设计中的强剪弱弯的由来;
第二个是材料的离散性较大的特性决定了为了满足相同的安全度,就需要更大的强度富裕(平均强度与设计强度之比),这一点在七四规范中反应在安全系数K中(抗弯 1.4,抗压,抗剪是 1.55),新规范在公式中已经不见,但可从背景材料的统计回归上找到由来;
第三个特性即材料的蠕变性能是塑性内力重分布的条件之一,正如一位学者所说,合理设计的材料结构能按设计者的意图调节其内力。带裂缝工作的构件其塑性铰不是一点而是一个区域。
第四个特性在结构的概念设计中,有一条很重要,是在罕遇地震时,结构不存在强度的富裕而只有抵抗变形能力的好坏之分,即结构都要进入塑性变形阶段(或弹塑性阶段)。设计时,让塑性铰出现在什么地方;让多少构件适量破坏以吸收地震输入能量,而地震之后又容易修复;那些关键构件是最后防线等等,这才是抗震设计的精髓,同样是抗弯刚度计算方法的由来;
第五个特性是根据这个思路,就不难理解抗震规范中的许多要求了。比如说,短柱有典型的剪切破坏特征,配箍率和轴压比直接影响到柱的延性。框支剪力墙结构因变形过于集中而影响到抗震性能,转换板结构刚度突变最大,在高烈度区尽量少用,这也是抗弯刚度计算方法的由来。


2、材料弹性模量计算公式 E对应的是材料的刚度还是强度

答:弹性模量E应材料刚度刚度指材料弹性范围内抵抗变形能力


3、碳纤维复合材料刚度怎么计算

答:碳纤维复合材料是各向异性材料,不同方向的性能差异较大。刚度一般用杨氏模量表征,较多的是0°方向(即碳纤维方向)的拉伸模量。主要还是看应用什么性能来定测试内容。


4、强度和刚度的区别,以及分别的计算公式

答:刚度是抵抗变形的能力,强调的是不变形或者小变形,也是指弹性模量E。
强度指的是抵抗破坏的能力,强调可靠性,即不能失效。
换句话说,变形了,失效了但不一定就破坏了。
即使破坏了不一定就变形了。
一种材料很脆很结实,比如铸铁。另一种很韧但不结石,如铅条。
铸铁的刚度大于铅条,但铸铁的强度不一定大于铅条。
当二者受力很大的时候,铸铁条断了但没变形,说铸铁条刚度大,强度小。
铅条变形了失效了,但是没断,那么铅条强度大,刚度小。
当然这里只是打个比方,选取的例子可能不太合适。


5、抗弯刚度,抗剪刚度,抗扭刚度的计算公式

抗弯刚度:EI  E:弹性模量,即产生单位应变时所需的应力,不同材料弹性模量不同,可以从材料手册上查得
I:材料横截面对弯曲中性轴的惯性矩。常规形状可以从手册查得。
抗剪刚度:GA G:剪切模量
A:受剪截面面积
抗扭刚度:GIp  G:剪切模量
Ip:截面极惯性矩
详细解释可以翻下《材料力学》教材


6、混凝土构件的刚度计算

答:①混凝土刚度:受外力作用的材料、构件或结构抵抗变形的能力,材料的刚度由使其产生单位变形所需的外力值来量度,各向同性材料的刚度取决于它的弹性模量E和剪切模量G。②混凝土刚度系数计算:刚度系数,用于板式楼盖、大板楼盖、空心板楼盖的长度挠度计算,基础部分不需要计算,导入的刚度系数,针对板单元,如果是超元模型,需要剖分成板单元后,才能导入。


7、对于给定弹簧如何计算刚度

答:材质不是必须的,一般弹簧材料的弹性模量G取79000即可,但是没有圈数和装配压缩状态是无法计算出此弹簧的变形量的。
我直接给你一个公式吧,这个公式只适用于计算直簧(即母线为直线)。
K=(G*d)/(8*(D/d)^3*n)
K=弹簧刚度 d=簧丝直径  D=弹簧中径(=外径-钢丝直径)  n=有效圈数(=总圈数-支撑圈数,支撑圈数根据情况一般可取1.5或者2)
算出K后,按式x=P/K即可计算出弹簧变形量是多少。
P=弹簧承受的负荷(轴向)    K=刚度


8、抗弯刚度公式,求刚度的计算公式?是K=EI吗

拉压刚度和抗弯刚度计算公式分别是:
拉压刚度=弹性模量x截面面积;
抗弯强度=弹性模量x截面惯性矩。
是指物体抵抗其弯曲变形的能力。抗弯刚度现多用于材料力学和混凝土理论中。以材料的弹性模量与被弯构件横截面绕其中性轴的惯性矩的乘积来表示材料抵抗弯曲变形的能力。刚度是指材料或结构在受力时抵抗弹性变形的能力。是材料或结构弹性变形难易程度的表征。材料的刚度通常用弹性模量E来衡量。


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