梁的强度越高,抵抗弯曲的能力也就越强。由梁的弯曲正应力公式σ max=Mmax /Wz≤[σ]。可知,要提高梁的强度必须从以下三个方面考虑:选用合理的截面形状,提高抗弯截面系数Wz;注意受力情况,降低最大弯矩Mmax;根据材料性能和弯矩大小选择截面。
1.梁的截面形状
梁的截面形状有圆形、矩形、槽形、工字形等。选用合理的截面,调节截面几何性质可达到提高强度和节省材料的目的。同样大小的截面积,做成槽形和工字形比圆形和矩形抗弯能力强。汽车的大梁由槽钢制成,铁路的钢轨制成工字形,都是从提高抗弯能力和节省材料方面来考虑的。
2.合理布置载荷
作用在梁上的载荷常见的有:
①集中载荷作用。在结构允许的条件下,将集中载荷变为均布载荷,可提高其抗弯能力。
②适当调整梁的支座位置,也可降低最大弯矩值,例如简支梁通过向内移动支座变为外伸梁。
③将集中载荷靠近支座可降低最大弯矩值,从而提高了抗弯能力。
3.采用变截面梁
汽车上用的钢板弹簧就是变截面梁的应用(图3-35)。同样,工程上常见的阶梯轴,可大量节省材料。设计也更加合理。
图3-35
4.提高抗弯刚度的措施
工程上除了要满足构件强度要求外,还要满足刚度的要求。刚度是梁抵抗变形的能力,刚度越大变形越小。提高刚度的常用措施有:
①缩短梁的长度。
②在不能缩短梁长度的情况下,增加梁的支承约束。
③改变梁的截面形状,尽可能采用工字形、箱形薄壁构件。
知识点词条:提高抗弯能力的方法