现实生活中,不同的材料只要能很好的进行组合,就可以结合在一起使用。 尤其是在建筑工程中,所使用的材料很多,对应的他们的特性和使用的具体 i 情况也是不同的,我们进行材料的研究就是想根据实际情况所需的要求,使用最 合理的材料和组合形式,既不浪费材料资源也节省了不必要的成本,是工程建设 者所长期追寻的目标。例如,对于一个梁结构,根据具体情况要求他有很高的抗 压能力,那么没必要使用最好的材料吧,于是,我们就设计出了叠合梁这一形式 和使用方式,一个梁,不同的地方其具体的受力也是不同的,根据这个适当选取 材料则有很大的经济优势。例如,现在很多宏伟的大桥工程都是采用叠合梁的形 式,虽然混凝土的抗拉能力较弱,打其抗压能力很强,比钢筋要厉害得多,也经 济,所以在受到拉力区域用钢筋结构,在承受压力的上层则应用钢筋混凝土材料 结构,这样不光可以满足实际工程要求,还能节省原料成本。研究叠合梁的目的 就是为了增加大家对叠合梁组合的材料力学性能的感性认识,使学生平时所学的 知识能够更好地与工程实践相结合,在以后的生活中可以有更多创新的智慧,希 望对以后的发展有推动作用。
在材料力学的学习中,各种形式的构件,他们所受到的外力的作用形式基本 上就三种,剪切应力、弯曲应力、剪切应力和弯曲应力共同作用。而,根据具体 的工程要求和受力状况,我们就要合理设计结构和选用合适的材料来满足需求。 主要的还是从其安全性来考虑,在满足安全性的前提下,我们再追求经济上的优 势,这也正是我们每一个人所追求的目标。
由于组合的结构是利用了不同材料的不同特性,可以充分发挥出各自所具有 的优势,因此,现代桥梁设计中出现了越来越多的组合结构梁。由于组合结构, 它的组合构件的材料也是不同的,其受理也是不相同,我们要更好的进行试验研 究,以保证结构的安全性。
1。2 研究现状
1。3 研究方法和技术路线
(1)理论计算部分:主要是运用所学的材料力学方面的知识,推倒出相同 材料和不同材料楔块叠合梁的横截面应力公式。
(2)试验验证部分:正确粘贴所用的电阻应变片,正确使用力尔试验机, 熟悉相关的静态应变处理软件,从试验的仪器设备上采集试验结果数据。
(3)数据处理与结论:利用 Excel 软件对这些数据进行处理,对比理论计 算结果并进行分析,得出结论和结果。
2 楔块叠合梁剪切弯曲应力
楔块叠合梁,即借助小榔头等工具在两梁接触面间的缺口处敲入楔块,通过 楔块将上下梁连接起来。这时候,原来梁横的截面上的应变分布的情况将发生很 大的变化。在理想的情况下,相同材料的楔块叠合梁的中性层应该是在上下梁的 界面间,而应变仍然会沿横截面高度线性分布。我们通过楔块,使上下梁在接触 面的应变一致,从而对其进行应变测量和对比。虽然,楔块的安放(如装的较松 或很紧)会影响上下梁的约束状态,从而得出的测量结果也会不同,但其中所产 生的应变的分布规律和变化趋势是很容易发现的,如图 2-1、2-2 所示分别表示 同种材料和不同材料楔块叠合梁的应力分布规律。由此引发思考,结合工程实践 中的应用情况,对叠合梁的各方面进行学习和探索。
图 2-1 同种材料楔块叠合梁应力分 布示意图
图 2-2 不同材料楔块叠合梁应 变分布示意图
2。1 完全刚性楔块叠合梁理论分析