① 一根鋼管與一根鋼筋它們長度重量相同從物理學講哪一個的擔力強些
當然是同重量的鋼管抗彎強度高。
因為鋼管的有效質量都分布在了距離軸心半徑為R的圓周上。從而,鋼管的「抗彎截矩」遠遠大於同重量(單位長度重量也相同)的鋼筋。或者,圓鋼。
② 鋼管和圓鋼的區別是什麼
鋼管中間是空心的,圓鋼是實心的。鋼管與圓鋼等實心鋼材相比,在抗彎抗扭強度相同時 重量專較輕,是一屬種經濟截面鋼材,普遍用於製造構造件和機械零件,如石油鑽桿,汽車傳動軸,自行車架以及建築施工中用的鋼腳手架等。 用鋼管製造環形零件,可進步資料應用率,簡化製造工序,節約資料和加工工 時,如滾動軸承套圈,千斤頂套等,目前已普遍用鋼管來製造。 鋼管還是各種常規武器不可短少的資料,槍管, 炮筒等都要鋼管來製造。鋼管按橫截面積外形的不同可分為圓管和異型管。由於在周長相等的條件下,圓面 積最大,用圓形管能夠保送更多的流體。此外,圓環截面在接受內部或外部徑向壓力時,受力較平均 ,因而,絕大多數鋼管是圓管。 普遍用於製造構造件和機械零件,如石油鑽桿,汽車傳動軸,自行車架以及建築施工中用的鋼腳手架等。用鋼管製造環形零件,可進步資料應用率,簡化製造工序,節約資料和加工工時,如滾動軸承套圈,千斤頂套等,目前已普遍用鋼管來製造。
③ 無縫鋼管抗拉強度偏高
抗壓強度高。無縫鋼管的抗壓強度高,抗拉強度偏高。無縫鋼管是由整支圓鋼穿孔而成的,表面上沒有焊縫的鋼管,稱之為無縫鋼管,無縫鋼管可分熱軋無縫鋼管、冷軋無縫鋼管、冷拔無縫鋼管、擠壓無縫鋼管、頂管等。
④ 同等直徑的鋼管和鋼條誰的承受能力強
1樓別誤導別人。 滿足抗彎強度的同時,鋼管要比圓鋼輕。所有有很多情況下同樣的抗彎效果,選擇的鋼管的較多。是相同截面的情況下圓鋼的抗彎強度弱於鋼管。 而相同的截面情況下,鋼管和圓鋼的抗拉壓應力是相同的。
⑤ ·為什麼同樣粗的空心鋼管比實心的鋼棒要硬
如果是復指硬度,呵呵,制這個只和材料本身有關。同樣粗的鋼管和鋼棒的鋼牌號不同,自然硬度不同。
如果指強度或剛度,也要看具體的載荷性質。如果只是拉伸,同樣粗細的情況下(牌號也相同),鋼棒一定比鋼管「硬」。而論扭轉和彎曲的話,並不見得鋼棒要比鋼管強。因為,在扭轉和彎曲中,主要與試件截面的形狀有關(具體是指其扭轉剛度和彎曲剛度),而論拉伸,只看截面面積大小就可以了。
⑥ 空心鋼管與實心圓鋼的強度比較
圓鋼當然強度更高,但高不了多少。
鋼管的強度稍低,但自身重量輕,所以只要壁厚合理,有經驗的設計師多用鋼管代替圓鋼。
比如說我,就是這樣的。哈哈
⑦ 請問為何鋼管比同樣截面面積的鋼棒「硬」其他金屬也是如此的嗎
也許發帖的人自己都沒意識到,自己提了一個多麼大的問題。
從文字描述來看,提問的人首先就誤讀了「同樣截面積」這個詞,原文文意里,同樣截面積指的應該是鋼管橫截面的環形面積——很顯然,它和「同樣截面積」的鋼棒(橫截面為圓形)的「粗細」是不一樣的。鋼管的外徑顯然要大於鋼棒的直徑,才能保證空心情況下截面積相等。所以,這個作者提的「同樣粗細下」和原文說的已經不是同一個東西了。
那麼,鋼管是不是比同樣截面積的鋼棒「硬」呢?不好說。
這個不好說首先因為「硬」是一個口語中含義很廣的詞,對應結構力學里很多個截然不同的概念。比如,討論材料科學時候的「硬度」通常指的是「局部抵抗硬物壓入其表面的能力」,無論莫氏硬度,洛氏硬度,還是布氏硬度,都只和材料本身有關,和試件的形狀不相干。衡量硬度的大體方法,通常是用某種硬質材料嘗試在材料表面留下劃痕或者印痕,這是一個只和材料本身有關的屬性。
一般人對剛度和強度比較容易混淆,認為是差不多的東西。其實兩者差別很大,剛度指的是物體抵抗變形的能力,而強度指的是物體抵抗外力(而不破壞)的能力。舉例來說,普通的窗玻璃是一種剛度很大,但強度很低的物體。彈簧相反,強度很大,但剛度根據需要可以有很大的調節餘地。
這問題還是太大,先縮小一下范圍。
還是太大,因為金屬材料里還有一類脆性材料,比如鑄鐵,其特點是抗壓能力遠大於抗拉能力,即使單向受壓,最終的破壞形式也不是壓潰而是受壓引起的剪切破壞,這種材料適用的強度理論和低碳鋼,銅,鋁都不一樣,為簡化起見,姑且不討論這類材料。
以低碳鋼為例,它的特點是,單向受壓和受拉時,彈性范圍差別不太大。通常為方便起見採用同一個許用應力。
以剛度問題為例來說明:
一根鋼管或者鋼棒,在材料力學里認為是一根梁或者桿,它的受力是多種多樣的。比如拉力:
鋼棒和鋼管,如果截面積相等,長度相等,那麼在收到純壓力作用時候,變形情況通常是一致的(注意通常兩個字,後面會有特例說明)。
還有扭轉:圓形或者環形的抗扭能力和「單位面積乘以離扭轉中心距離的平方的積分」正比,簡單的說,越遠離扭轉中心,材料越有較好的利用,在這個范疇下,鋼管是比鋼棒要硬一些的——依然是「通常情況」。至於非圓非環,比如方形三角形箱形的截面,極慣性矩的演算法會比較復雜,可能空心的硬一些,也可能實心的硬一些——一言以蔽之,不好說。
然後是結構力學里最常見的彎曲:
梁受到簡單彎曲的時候——意思是,單純的彎曲,沒有拉壓,沒有大變形,梁足夠細長,這時候,梁抵抗彎曲變形的能力是和「單位面積乘以距離截面中和軸距離平方的積分」正比,簡單的說,越遠離中和軸(對於對稱截面,往往就是截面的幾何中心)的材料,利用效率越高,在這個范疇下,鋼管(如果不加說明,一般特製圓環截面的鋼管,全文同)比鋼棒要硬一些——記住,還是通常情況。至於非圓非環的截面,演算法比扭轉要簡單一些,通常的原則是盡量把材料堆積在遠離中和軸的位置上,比如常見的工字鋼,可以提高某個特定方向上的抗彎能力。
再之後是和彎曲經常一起出現的剪切:
純粹的彎曲梁是極少見的,通常彎矩伴隨剪切一起出現(實際上彎曲梁的微分方程里,彎矩就是剪力的積分加上常量),梁抵抗剪切的能力又復雜一些,和「有效剪切面積」有關。有效剪切面積往往要通過經驗公式,至於鋼管和鋼棒或者其他截面積的有效剪切面積——不好說,可能這個大一些,也可能那個大一些,並無一定規律。
然後是抗壓:
這個比前幾個都復雜。抗壓有兩種常見的失效模式。比如對於短梁,無法承壓的後果是壓潰,比如一個短柱子被壓成餅,就是典型的壓潰。對於細長梁,典型的失效模式則是失穩——比如一根細長的竹篾,從兩端壓它,它並不會明顯變短,而是會彎曲起來,這就是失穩的表現。在失穩模式下,梁抵抗失穩的能力近似於抗彎能力,通常來說,鋼管強於鋼棒,其他截面形狀則要分別討論。
前面說了那麼多「通常情況」,那麼還有不通常的情況嗎?不少。
比如,之前討論的前提,是以整個梁作為整體來變形,截面沒有太大變化為前提的,實際上,如果板厚過薄,構件最容易發生的是局部破壞或者局部失穩。比如把一個可樂易拉罐樹在地上,踩一腳,這個罐子既不會變彎,更不會均勻變短,而是易拉罐壁皺褶起來,這就是局部失穩。
那麼其他材料,其他形狀,還有抗破壞的能力呢?——不好說,有的和前面介紹的類似,有的又有不同,需要具體情況具體分析。
沒錯,的確是這樣。工程上往往沒有類似E=MC^2或者牛頓三定律那麼簡潔而放之四海而皆準的概括。結構力學是典型的多約束問題。作為一個工程師,需要考慮到各種繁復的可能的破壞失效模式,只要有一個沒考慮到,就有可能出重大安全事故。即使在各種計算軟體越做越精細的今天,結構安全最後的底線,仍然是工程師縝密的思維和對力學的充分理解。
⑧ 同等長度,同等截面積的圓管,方鋼管,圓鋼,哪個抗彎強度更大
1.同樣直徑的空心圓管和實心圓柱,實心管的抗彎、抗折、抗敲強度更大.
因為空心圓的抗彎截面系數:
W=π*D^3*[1-((D-d)/D)^4]/32
式中D為圓管外徑;d為管的內徑;
當d=0時,即為實心管時,抗彎截面系數W取得最大值,故實心圓柱的抗彎、抗折、抗敲強度更大.
2.同樣截面積的空心圓管和空心方管,抗彎、抗折、抗敲強度不能確定.
因為圓管的外徑和方管的最大寬度都沒有確定,當這兩者相等時,才能確定.
空心方管的抗彎截面系數:
W1=(H^4-h^4)/(6*H)
因為空心圓的抗彎截面系數:
W=π*D^3*[1-((D-d)/D)^4]/32