彎矩英文解釋翻譯、彎矩的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【化】 bending moment
相關詞條:
1.momentarea
分詞翻譯:
彎的英語翻譯:
bend; curve; flex; ply
【醫】 bend; curvatura; curvature; cyrto-
矩的英語翻譯:
quadrature; rules; square
【醫】 moment
專業解析
彎矩(Bending Moment)是材料力學和結構工程中的核心概念,指作用在構件橫截面上的内力矩,其作用是使構件發生彎曲變形。其英文對應術語為Bending Moment。
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定義與物理意義:
- 當外力(或外力系)作用于杆件時,在垂直于杆件軸線的橫截面上會産生内力。彎矩特指這些内力形成的力矩,其大小等于該截面一側所有外力對該截面形心力矩的代數和。
- 彎矩的物理意義在于衡量外力使構件繞其截面内某一中性軸發生彎曲轉動趨勢的強弱。彎矩越大,構件在該截面處發生彎曲變形的趨勢越強。
- 彎矩是矢量,其方向遵循右手螺旋定則。在二維平面問題中,通常規定使杆件下部纖維受拉、上部纖維受壓的彎矩為正(凹向上彎曲),反之為負。其計算公式可表示為:
$$
M = int_A y cdot sigmadA
$$
其中 ( M ) 為彎矩,( sigma ) 為截面上的正應力,( y ) 為應力點到中性軸的距離,( A ) 為橫截面積。
-
作用效果與工程應用:
- 彎矩是導緻梁、闆等受彎構件産生撓度(變形)和彎曲應力的根本原因。在受彎構件設計中,計算和控制彎矩是确保結構安全和正常使用的關鍵。
- 結構工程師通過繪制構件的彎矩圖(Bending Moment Diagram)來直觀顯示沿構件長度方向各截面的彎矩大小和分布,這是結構分析和設計的基礎步驟。彎矩圖上的峰值點(最大彎矩)通常是設計的控制截面。
- 彎矩與構件的截面屬性(如慣性矩)共同決定了截面上的彎曲應力(正應力)分布,最大彎曲應力計算公式為:
$$
sigma{max} = frac{M cdot y{max}}{I}
$$
其中 ( sigma{max} ) 為最大彎曲應力,( M ) 為彎矩,( y{max} ) 為截面最外緣到中性軸的距離,( I ) 為截面慣性矩。該應力必須小于材料的容許應力以确保安全。
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相關概念與重要性:
- 彎矩與剪力(Shear Force)密切相關,通常共同作用在構件上。剪力是平行于橫截面的内力,而彎矩是垂直于橫截面的内力矩。
- 彎矩是結構構件(如梁、柱、闆)設計計算的核心荷載效應之一。無論是鋼筋混凝土結構、鋼結構還是木結構,抵抗彎矩的能力都是構件承載力的重要組成部分。
- 理解彎矩對于分析結構的破壞模式(如彎曲破壞)、進行結構優化設計以及評估既有結構的安全性至關重要。
參考來源:
- Gere, J. M., & Goodno, B. J. (2013). Mechanics of Materials (8th ed.). Cengage Learning. pp. 167-170. [ISBN: 978-1111577735]
- Hibbeler, R. C. (2017). Structural Analysis (10th ed.). Pearson. pp. 78-85. [ISBN: 978-0134610672]
- American Society of Civil Engineers (ASCE). (2017). Minimum Design Loads and Associated Criteria for Buildings and Other Structures (ASCE/SEI 7-16). Chapter 2: Load Combinations. https://ascelibrary.org/doi/book/10.1061/9780784414248
網絡擴展解釋
彎矩是力學中描述物體因外力作用而産生彎曲效應的關鍵概念,具體指構件(如梁、柱)在受到外部載荷時,其橫截面上産生的抵抗彎曲變形的内力矩。以下是詳細解釋:
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基本定義
彎矩(Bending Moment)是外力或内力對構件某一點産生的力矩,使構件在該截面處發生彎曲。其大小等于作用力與力臂的乘積,單位為牛·米(N·m)。例如,一根簡支梁中部受集中力$F$時,跨中彎矩為:
$$
M = frac{F cdot L}{4}
$$
其中$L$為梁的跨度。
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方向判定
彎矩方向遵循右手定則:彎曲使構件下側受拉(上側受壓)時為正彎矩,反之為負。實際工程中,彎矩圖常以正彎矩畫在受拉側(如梁的下方)。
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影響因素
- 載荷類型:集中力、均布載荷、力矩載荷等直接影響彎矩分布;
- 約束條件:支座形式(固定、鉸接等)決定彎矩的邊界值;
- 幾何形狀:截面慣性矩$I$越大,抗彎能力越強。
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工程應用
彎矩計算是結構設計的核心,用于:
- 确定梁的截面尺寸和材料強度;
- 鋼筋混凝土梁的配筋設計(受拉區配置鋼筋抵抗正彎矩);
- 橋梁、機械零件等承受交變彎矩時的疲勞分析。
若需進一步了解彎矩計算方法(如截面法、疊加法)或具體案例分析,建議參考《材料力學》教材或結構設計手冊。
分類
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