工程力學(xué)課件:第十一章彎曲變形2_第1頁
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文檔簡介

1、一、梁的剛度條件其中稱為許用轉(zhuǎn)角;/L稱為許用撓跨比。、校核剛度:、設(shè)計(jì)截面尺寸;(對(duì)于土建工程,強(qiáng)度常處于主要地位,剛度常處于從屬地位。特殊構(gòu)件例外)二、剛度計(jì)算、確定外載荷。梁的剛度計(jì)算F2ABCDF2ABCDF2Ba CABL a CMF2ABCF1D=+=F 2 =2KNABL=400mma=0.1mCF 1=1KND200mm例:下圖為一空心圓桿,內(nèi)外徑分別為:d=40mm、D=80mm,桿的E=210GPa,工程規(guī)定C點(diǎn)的= ,B點(diǎn)的 =0.001弧度,試校核此桿的剛度.利用疊加求復(fù)雜載荷下的變形=+圖1圖2圖3F1F2F2F2=2KNABL=400mma=0.1mCF1=1KND

2、200mmABCD2BaCF2ABLaCM校核剛度剛度足夠 由梁在簡單載荷作用下的變形表和前面的變形計(jì)算可知:梁的撓度和轉(zhuǎn)角除了與梁的支座和載荷有關(guān)外,還取決于下面三個(gè)因素:材料梁的位移與材料的彈性模量 E 成反比;截面梁的位移與截面的慣性矩 I 成反比;跨長梁的位移與跨長 L 的 n 次冪成正比。 (轉(zhuǎn)角為 L 的 2 次冪,撓度為 L的 3 次冪)1、增大梁的抗彎剛度(EI)2、調(diào)整跨長和改變結(jié)構(gòu)方法同提高梁的強(qiáng)度的措施相同三、提高梁的剛度的措施3、預(yù)加反彎度(預(yù)變形與受力時(shí)梁的變形方向相反,目的起到一定的抵消作用)注意: 同類的材料,“ E ”值相差不多,“ j x ”相差較大,故換用同

3、類材料只能提高強(qiáng)度,不能提高剛度。 不同類的材料,“E”和“G”都相差很多(鋼 E = 200 GPa , 銅 E = 100 GPa),故可選用不同類的材料以達(dá)到提高剛度的目的。但是,改換材料,其原料費(fèi)用也會(huì)隨之發(fā)生很大的改變!C=CC由平衡方程可以解出全部未知數(shù)靜定問題二個(gè)平衡方程,三個(gè)未知力。平衡方程數(shù) 未知力數(shù)。超靜定問題平衡方程數(shù) = 未知數(shù)。 去掉多余約束而成為形式上的靜定結(jié)構(gòu) 基本靜定基。11-4 簡單超靜定梁多余約束1、用多余約束反力代替多余約束(取靜定基 )2、在多余約束處根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件列出變形的幾何方程3、把物理?xiàng)l件代入幾何方程列出力的補(bǔ)充方程求出多余反力 計(jì)算梁的內(nèi)力、

4、應(yīng)力、強(qiáng)度、變形、剛度。C=L/2ACAqL/2BRc分析C解超靜定的步驟 (靜力、幾何、物理?xiàng)l件)多余反力原則:便于計(jì)算 解:1) 受力分析,列平衡方程 判定超靜定次數(shù)C) 物理?xiàng)l件代入上式例 已知梁的EI,梁的長度,求各處的約束反力。) 變形協(xié)調(diào)方程) 解除多余約束靜定基 (解除支座約束,代之以多余約束反力,得 基本靜定基簡支梁)利用平衡方程可求出全部未知力:C畫出剪力圖、彎矩圖。最大彎矩C與靜定梁作比較: 超靜定梁因增加了多余約束,強(qiáng)度(剛度)得到有效提高,多余約束并不真正多余、幾何方程解1: 、受力分析,、物理方程例 已知梁的EI,梁的長度,求各約 束反力。靜定基得:=ABR Bq 0

5、AB+求解平衡方程:、幾何方程解2:、受力分析,、物理方程靜定基求解:=、幾何方程 解:、建立靜定基求B點(diǎn)反力。、由物理關(guān)系例:已知梁AB:EI,L, 桿BC:LBC ,EA。q 0LABCEI=q 0LABR BEI=ABRBq 0AB+求出支反力例:結(jié)構(gòu)如圖,E=210Gpa,=160MPa,LBC=1m,ABC=1cm2, AB為矩形截面梁 ,b=10cm, h=30cm,L=2m,q0=20 kN/m, 試校核結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。 解:由上題可知q0AB 梁AB:彎矩如圖,M max= -23.72 KNmxM-23.72k N m1.64k N mq 0LABCEILBCEA 桿BC:FN

6、= RB結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠例 梁AB 和BC 在B 處鉸接,A、C 兩端固定,梁的抗彎剛度均為EI,F(xiàn) = 40kN,q = 20kN/m。畫梁的剪力圖和彎矩圖。 從B 處拆開,使超靜定結(jié)構(gòu)變成兩個(gè)懸臂梁。變形協(xié)調(diào)方程為:FBMAFAyB1 FBMCFCyB2物理關(guān)系解FB FBMAFAMCFCyB1yB2代入得補(bǔ)充方程:確定A 端約束力梁的抗彎剛度均為EI,F(xiàn) = 40kN,q = 20kN/m。FB FBMAFAMCFCyB1yB2確定B 端約束力 梁AB 和BC 在B 處鉸接,A、C 兩端固定,梁的抗彎剛度均為EI,F(xiàn) = 40kN,q = 20kN/mMAFAMCFCA、B 端約束力已求出最后作梁的剪力圖和彎矩圖 彎矩圖請(qǐng)同學(xué)自行完成F = 40kN,q = 20kN/m。畫梁的剪力圖和彎矩圖。 CD桿如為剛性桿,求CD桿內(nèi)力。 如CD桿剛度為EA, 求CD桿的內(nèi)力。 例:圖示結(jié)構(gòu) AC梁在C處的撓度為: 解:(一)CD桿為剛性桿時(shí)的內(nèi)力。 先將結(jié)構(gòu)分解成圖a形式。此時(shí) CD桿為剛性,變形為零。 -變形協(xié)調(diào)條件為:

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