在受剪力作用的薄壁梁中，距剪力作用點較遠的突緣上的正應力（見應力）小於按平截面假設的計算值的現象。剪下滯後取決於結構中力的擴散（傳播）。力的擴散是指作用在結構某一部分上的非自身平衡的力系，向結構其他部分傳遞，直至與外力或約束反力相平衡的過程。
基本介紹
- 中文名：剪下滯後
- 外文名：shear lag
- 原因：結構中力的擴散（傳播）
圖1為一寬突緣工字形懸臂樑,它由上下各五根細長突緣桿、上下各四塊突緣板和中間一塊薄腹板組成。在剪力Q的作用下，梁中出現剪下滯後現象，這可由下面的力的擴散過程來說明。在桿僅受正應力而板僅受剪應力的簡化假設下，當剪力Q作用於腹板的自由端時，整個腹板具有剪應力
。此剪應力直接作用於與腹板相連的中心桿A1B1上，所以在自由端附近的截面上僅A1B1桿中有正應力和正應變，而A2B2桿和A3B3桿均無正應力和正應變。但A1B1桿的正應變引起突緣板A1B1B2 A2的剪應變和剪應力，此剪應力又使突緣桿A2B2產生正應力。在A2B2桿受力變形的基礎上，通過同樣方式又使A3B3桿受力。圖1中在工字梁的左側用陰影線表示突緣桿中的正應力，右側繪出突緣板中的剪應力。由於內力是由受剪腹板經與其相連的突緣桿逐步向遠處承力突緣桿傳播的，所以在力的擴散過程結束後，遠離受剪腹板的桿所受的力在空間上有一定落後，而且受力的值小於按平截面假設求得的值，這就是剪下滯後。而根據平截面假設，各桿的受力情況沒有差別，這與實際情況相差較遠。因此，在計算薄壁梁的應力時，一般不能採用平截面假設。
剪下滯後造成結構內部受力不均勻，影響結構材料的利用率。例如，由於剪力Q的作用，在圖2所示的箱形薄壁結構的上下蓋板中就出現剪下滯後現象 (正應力在腹板附近大,中間部分小)。甚至當腹板附近的蓋板接近破壞時,蓋板的中間部分還處於低應力狀態。為了估計剪下滯後對蓋板利用率的影響程度，可採用折合寬度概念。即假定寬為W0的一塊板的承載力恰好相當於一塊寬僅為Wb而充分發揮了承載能力的板，Wb稱為折合寬度，而比值φ=Wb/W0稱為減縮系教。φ值小說明材料的利用率低。通常蓋板越寬φ值越小。在工程設計中，應考慮減少腹板的間距，以提高材料的利用率。
