合理的截面应该是，用最小的截面面积A，得到大的抗弯截面系数Wz。两者抗弯截面系数Wz之比为即Wz竖＞Wz平。为了便于比较各种截面的经济程度，用抗弯截面系数Wz与截面面积A的比值来衡量，比值越大，经济性越好。常用截面的比值Wz/A已列入表7-1中。因此，工程结构中抗弯杆件的截面常为槽形、工字形或箱形截面等。对抗拉强度小于抗压强度的脆性材料，宜采用中性轴偏向受拉一侧的截面形状。图7-27截面形状的选用......
2023-06-16
最大弯曲正应力与抗弯截面系数优化
【摘要】：由应力分布规律可知，正应力在离中性轴最远的上下边缘部分分别达到压应力和拉应力的最大值。产生最大应力的截面和点，分别称为危险截面和危险点。横力弯曲时，弯矩随截面位置变化。将M=Mmax和y=ymax代入式（7-8），则有式中Wz=Iz/ymax，称为抗弯截面系数。当横截面形状对称于中性轴时，如矩形、圆形、工字钢等截面，其受拉和受压边缘离中性轴z 的距离相等，所以最大拉应力和最大压应力相等。
1.最大弯曲正应力
强度计算需确定最大应力值。由应力分布规律可知，正应力在离中性轴最远的上下边缘部分分别达到压应力和拉应力的最大值。产生最大应力的截面和点，分别称为危险截面和危险点。横力弯曲时，弯矩随截面位置变化。一般情况下，最大正应力σmax发生于弯矩最大的截面上，且离中性轴距离最远的点即y=ymax，正应力值最大。将M=Mmax和y=ymax代入式（7-8），则有
式中 Wz=Iz/ymax，称为抗弯截面系数。
当横截面形状对称于中性轴时，如矩形、圆形、工字钢等截面，其受拉和受压边缘离中性轴z 的距离相等，所以最大拉应力
和最大压应力
相等。
如果梁的横截面只有一根对称轴，而且加载方向与对称轴一致，则中性轴过截面形心并垂直于对称轴。这时，横截面上最大拉应力与最大压应力绝对值不相等，如图7-25 所示。
可由下式计算：
图7-25 T 形截面的最大与最小正应力
式中 
为截面受拉一侧离中性轴最远各点到中性轴的距离；
为截面受压一侧离中性轴最远各点到中性轴的距离。实际计算时，可以不注明应力的正负号，只要在计算结果的后面用括号注明“拉”或“压”即可。
2.抗弯截面系数
如图7-22、图7-23、图7-24，由Wz=Iz/ymax可得
对于矩形截面（b×h）
对于圆形截面（直径为）
对于空心圆截面（外径为D，内径为d，d/D=a）
对于轧制型钢（工字钢等），抗弯截面系数Wz 可直接从型钢表中查得。
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2023-06-19
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2023-09-19
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2023-06-19
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