如下图所示简支梁受均布荷载 q=2kN/m 的作用,-|||-梁的跨度 l=3m ,梁的许可拉应力 ([ O] )^+=7MP-|||-a,许可压应力 ([ O] )^-=30Mpa ,试校核该梁的正-|||-应力强度。-|||-q==2KN/m-|||-A B-|||-3m-|||-120mm-|||-梁横截面

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查简支梁在均布荷载作用下的正应力强度校核,涉及最大弯矩计算、抗弯截面系数求解及应力比较。
解题核心思路:
- 确定危险截面:简支梁受均布荷载时,跨中截面弯矩最大,为危险截面。
- 计算最大弯矩:利用公式 $M_{\text{max}} = \dfrac{q l^2}{8}$。
- 求抗弯截面系数:对矩形截面,$W = \dfrac{b h^2}{6}$。
- 计算最大应力:$\sigma = \dfrac{M}{W}$,分别校核拉、压应力是否在许可范围内。
破题关键:
- 单位统一:弯矩需转换为 $N \cdot mm$,抗弯截面系数单位为 $mm^3$。
- 截面尺寸确认:题目中高度 $h = 180 \, \text{mm}$,宽度 $b = 120 \, \text{mm}$。
1. 计算最大弯矩
简支梁跨中最大弯矩为:
$M_{\text{max}} = \dfrac{q l^2}{8} = \dfrac{2 \, \text{kN/m} \cdot (3 \, \text{m})^2}{8} = \dfrac{2 \cdot 9}{8} = 2.25 \, \text{kN} \cdot \text{m}.$
将单位转换为 $N \cdot mm$:
$M_{\text{max}} = 2.25 \, \text{kN} \cdot \text{m} = 2.25 \times 10^6 \, \text{N} \cdot \text{mm}.$
2. 计算抗弯截面系数
矩形截面抗弯截面系数为:
$W = \dfrac{b h^2}{6} = \dfrac{120 \, \text{mm} \cdot (180 \, \text{mm})^2}{6} = \dfrac{120 \cdot 32400}{6} = 6.48 \times 10^5 \, \text{mm}^3.$
3. 校核拉应力
最大拉应力为:
$\sigma_{\text{拉}} = \dfrac{M}{W} = \dfrac{2.25 \times 10^6}{6.48 \times 10^5} \approx 3.47 \, \text{MPa}.$
结论:$3.47 \, \text{MPa} < [O]^+ = 7 \, \text{MPa}$,满足拉应力要求。
4. 校核压应力
最大压应力与拉应力相等:
$\sigma_{\text{压}} = 3.47 \, \text{MPa}.$
结论:$3.47 \, \text{MPa} < [O]^- = 30 \, \text{MPa}$,满足压应力要求。