抗弯性能依次为:圆形、矩形、三角形。它们的抗变模数依次为:
圆形为:0.0982*直径的三次方
矩形为:长*宽的平方(或长的平方*宽)/6
三角形为:底*高的平除以24或12。
材料力学的原理是这样的:圆柱体的抗弯应力分布,自圆心轴线到圆周的半径方向呈梯形分布,圆柱表面处应力最大,越近圆心轴线应力越小.所以人们为了减少耗材、承重构件的自重,可以“适当掏空芯材”、不用增加圆柱体直径而获得几乎同样的抗弯;或同样体积的材料,形状做成空心比实心能获得更大的直径圆柱体,从而获得更大的抗弯强度,例如造房子打入地下的桩基,搭建脚手架,若采用金属材料,都无例外地做成管状的就是这个道理.
同样直径的空心圆管和实心圆柱,实心圆管抗弯、抗折、抗敲强度更大。同样截面积的空心圆管和实心圆管,空心圆管抗弯、抗折、抗敲强度更大。
这个涉及到截面惯性矩
的概念。
截面惯性矩越大,材料的抗弯刚度越好,越不容易弯曲。而惯性矩是与截面的面积、高度都有关的,以矩形截面为例,惯性矩的大小与截面高度的立方成正比,也就是说,其高度增长一倍,惯性矩会增大高度的3次方倍。而惯性矩与截面的面积成正比。
因此,截面的惯性矩与截面面积有关系,但与截面高度的关系更大。
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