剪切变形(剪切变形的受力特点)

软件问答 2022.11.07 151

目录:

剪切变形和弯曲变形的区别

很常见的四个概念,但是一定要小心~

弯曲变形、剪切变形,弯曲型变形、剪切型变形。注意,一个字之差,意思却大不相同。

弯曲变形、剪切变形:这两个是材料力学和结构力学中的概念,分别指构件中的某一个截面的弯矩、剪力产生的变形,可以由弯矩和抗弯刚度ei、剪力和抗剪刚度ga计算得到。

框架结构,剪力墙结构和框剪结构在侧向力作用下的水平位移曲线的特点:

1、框:抗侧刚度较小,其位移由两部分组成:梁和柱的弯曲变形产生的位移,侧移曲线呈剪切型,自下而上层间位移减小;柱的轴向变形产生的侧移,侧移曲线呈弯曲型,自下而上层间位移增大.第一部分是主要的,第二部分很小可以忽略,所以框架结构在侧向力作用下的侧移曲线以剪切型为主,故称为剪切型变形.

2、剪:抗侧刚度较大,剪力墙的剪切变形产生位移,侧向位移呈弯曲型,即层间位移由下至上逐渐增大,相当于一个悬臂梁;

3、框剪:位移曲线包括剪切型和弯曲型,由于楼板的作用,框架和墙的侧向位移必须协调.在结构的底部,框架的侧移减小;在结构的上部,剪力墙的侧移减小,侧移曲线呈弯剪型,层间位移沿建筑物的高度比较均匀,改善了框架结构及剪力墙结构的抗震性能,也有利于减少小震作用下非结构构件的破坏.

什么是剪切形变

弹性体的剪切形变

1. 剪切形变 :当物体受到力偶作用使物体的两个平行截面间发生相对平行移动时的形变叫做 剪切形变 。例如:用剪刀剪断物体前即发生这类形变。

2. 剪应力:

(1)

其中: 为假想截面 的面积,力 在该面上均匀分布。

3. 剪切形变

特征:表现为平行截面间的相对滑移。如图示: ,若 很小,则:

(2)

其中: 叫做 切应角 。

4. 剪切形变的胡克定律

若形变在一定限度内,剪切应力与剪切应变成正比:

(3)

其中, 为剪切模量,反映材料抵抗剪切应变的能力。

通过理论推导,对于各向同性的,均匀的弹性体,有:

上式说明了:三个量之间只有两个是独立的。其中: 是 杨氏模量 ,反映材料抵抗拉伸与压缩的能力; 是剪切模量,反映材料抵抗剪切形变的能力; 是 泊松系数 ,描写材料横向收缩或膨胀的特性。但几个不同特性的量是有联系的。

同理,例如,在横波中:

当 时:

(4)

5. 剪切形变的弹性势能密度(单位体积的弹性势能):

(5)

注意 :切变只能在固体中产生,流体中不会产生。所以流体中只能传播纵波,而固体中既能传播纵波,也能传播横波。

剪切变形的受力特点和变形特点

受力特点:作用在构件上的横向外力的合力大小相等,方向相反,作用线平行且距离很近。

变形特点:以两力之间的横截面为分界线,构件的两部分沿该面发生相对错动。

结构和机械中的连接件,如螺栓、销钉、键等,在传递力时主要发生局部承压和剪切变形。对于此类直接承受剪切的部件,在工程计算中常以受剪面上的剪力除以其面积得出的平均剪应力作为强度计算的依据。

扩展资料

构件在外力作用下的变形有四种基本形式:轴向拉伸或压缩、剪切、扭转、弯曲。

1、拉伸或压缩

这类变形是由大小相等方向相反,力的作用线与杆件轴线重合的一对力引起的。在变形上表现为杆件长度的伸长或缩短,截面上的内力为轴力,横截面上的应力分布为沿着轴线反向的正应力,整个截面应力近似相等。

2、剪切

这类变形是由大小相等、方向相反、力的作用线相互平行的力引起的,横截面上的应力分布为沿着杆件截面平面内的的切应力,整个截面应力近似相等。

3、扭转

这类变形是由大小相等、方向相反、作用面都垂直于杆轴的两个力偶引起的。表现为杆件上的任意两个截面发生绕轴线的相对转动,截面上的内力为扭矩,横截面上的应力分布为沿着杆件截面平面内的的切应力,越靠近截面边缘,应力越大。

4、弯曲

这类变形由垂直于杆件轴线的横向力,或由包含杆件轴线在内的纵向平面内的一对大小相等、方向相反的力偶引起,表现为杆件轴线由直线变成曲线。截面上的内力为弯矩和剪力,在垂直于轴线的横截面上,弯矩产生垂直于截面的正应力,剪力产生平行于截面的切应力。

另外,受弯构件的内力有可能只有弯矩,没有剪力,这时称之为纯剪构件。越靠近构件截面边缘,弯矩产生的正应力越大。

参考资料来源:百度百科--剪切试验

参考资料来源:百度百科--剪切应力

参考资料来源:百度百科--剪切

剪切的受的特点是什么?变形特点是什么?

剪切受力特点:一对相距很近,方向相反的横向外力。

剪切变形特点:构件的横截面沿外力方向发生的错动变形,经常显示为断裂。

剪切定义:在一对相距很近,方向相反的横向外力作用下,构件的横截面沿外力方向发生的错动变形。

结构和机械中的连接件,如螺栓、销钉、键等,在传递力时主要发生挤压(局部承压)和剪切变形。对于此类直接承受剪切的部件,在工程计算中常以受剪面上的剪力除以其面积得出的平均剪应力作为强度计算的依据。其容许剪应力则根据部件破坏时的剪应力除以安全系数确定。

剪切变形构造

剪切变形带作为花岗岩-绿岩带的深层次构造变形,近年来受到人们的广泛关注,尤其是在金矿化的构造控制方面,更是起着十分重要的作用。从表1-1可以看出,从五台山区绿岩地层的形成到主构造变形期的褶皱造山;从早期五台旋回,到后期吕梁旋回的叠加改造,剪切变形作用均贯穿其中,但其规模、性质、影响范围以及对金矿化的作用有所不同。以伸展作用为代表的韧性剪切带规模较大,是早期结晶基底发生构造拆离的产物。代表性的有龙泉关剪切变形带、北台岩体与绿岩地层之间的剪切变形带。它们对于裂谷盆地的形成、绿岩地层的沉积可能起着十分重要作用。这一类剪切变形带随着裂谷盆地的演化以及随后的多次构造变形而变得模糊不清,难以辨认。而大量发育、保存较好、规模小易于辨认的层间剪切变形带则是五台期及吕梁期褶皱变形的递进产物,其特征主要表现为规模较小,一般沿紧闭褶皱的倒转翼产出,剪切褶皱及剪切面理组构、拉伸线理发育,变形岩石常常为强、弱相间产出的条带状铁建造。剪切作用是在区域性挤压褶皱变形过程中,由于应变分解而产生,因而在一定的研究尺度上反映的是平面应变特征,而在更大的尺度上,则具有挤压变形的性质。剪切变形作用通过以各类构造岩为代表的岩石变形、流体沿剪切构造通道的运移以及在差异应力作用下流体与岩石的相互作用而反映出来,因此这一类的剪切变形带与区域性的金矿化最为密切。

需要指出的是,迄今为止,不论是野外宏观地质调查,还是微观显微构造研究,均没有发现规模更大,切穿多个构造层次的更深的所谓穿壳型韧性剪切变形带,而更多的剪切变形带则仅限于同一构造层内,这一点可能与剪切变形带的剪切机制有关。前者可能反映了区域性地壳变形的单剪机制,而后者则是挤压褶皱变形的递进产物,代表一种挤压-剪切作用,岩石的应变测量提示出变形岩石位于压扁域,弗林指数K值一般小于1。这就在一定程度上说明由于变形机制的不同,造成变形带的规模以及由此而导致的流体规模的差异,最终决定了区内金矿化的规模往往较小。

表1-1 五台花岗岩-绿岩带构造变形特征

什么是剪切变形?如何计算

当杆件在两相邻的横截面处有一对垂直于杆轴,但方向相反的横向力作用时,其发生的变形为该两截面沿横向力方向发生相对的错动,此变形称为剪切变形。

切变弹性模量G,材料的基本物理特性参数之一,与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E、泊松比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。其定义为:G=T/γ,其中G(Mpa)为切变弹性模量;T为剪切应力(Mpa);γ为剪切应变(弧度)。

剪切模量:材料常数,是剪切应力与应变的比值。又称切变模量或刚性模量。材料的力学性能指标之一。是材料在剪切应力作用下,在弹性变形比例极限范围内,切应力与切应变的比值。它表征材料抵抗切应变的能力。模量大,则表示材料的刚性强。剪切模量的倒数称为剪切柔量,是单位剪切力作用下发生切应变的量度,可表示材料剪切变形的难易程度。

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