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文檔簡介

1、第7章:靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析,7.1:工程中梁彎曲的概念,梁平面彎曲的概念。以軸向彎曲為特征的變形形式稱為彎曲變形或簡稱彎曲。主要變形是彎曲的構(gòu)件稱為梁。0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉伸和壓縮5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜態(tài)結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和力矩分配法14影響線練習(xí)思維回歸當(dāng)梁上的所有外力作用在縱向?qū)ΨQ平面上時,變形后的梁軸仍在縱向?qū)ΨQ平面上,這稱為平面彎曲。約束反力完全由靜平衡條件決定的梁稱為靜定梁。根據(jù)不同的約束條件,單跨靜定梁可分為以下三種常見形式:第7章,靜力結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析,7.1.2單跨靜定梁的類型,以及(1)簡支梁。橫梁的一端

2、為固定鉸鏈支架,另一端為活動鉸鏈支架。(2)懸臂梁。橫梁的一端是固定的,另一端是自由的。(3)懸挑梁。簡支梁的一端或兩端伸出支座。0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉伸和壓縮5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜定結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和力矩分配法14影響線實踐思維回歸第7章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析, 0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉伸和壓縮5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜定結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和力矩分配法14影響線實踐思維返回7.2梁內(nèi)力剪力和彎矩7.2.1梁的剪力和彎矩。 在外力作用下,梁任意截面上的內(nèi)力可以用

3、截面法確定?,F(xiàn)在,分析遠(yuǎn)離端部A的截面m-m上的內(nèi)力。如果以左截面為研究對象,則右截面梁對左截面梁的影響被剪切面上的內(nèi)力所代替。有兩個內(nèi)力分量:內(nèi)力FQ與截面相切,這叫做剪力,內(nèi)偶力矩m叫做彎矩。第七章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,緒論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩與力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,力矩分配法14,影響線實踐思維與回歸,7.2.2,剪力與彎矩的符號調(diào)節(jié),即: 當(dāng)微截面的左端向上、右端向下相對錯位時,截面上的剪力FQ為正值;當(dāng)微截面的彎曲向下凸起時,即微截面的下側(cè)受拉時,截面上的彎矩為正值,反之亦然。第7

4、章靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析,引言1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩和力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和力矩分配法14,影響線實踐思維,7.2.3,指定截面上剪力和彎矩的計算,例7.1懸臂梁受載。在圖中,截面1-1和2-2無限靠近截面a,截面3-3和4-4無限靠近截面D.找出圖中每個截面的剪力和彎矩。,第7章,靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,引言1,機(jī)械基礎(chǔ)2,扭矩和力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和扭矩分配法14,影響線實

5、踐思維與回歸,解:1,根據(jù)平衡條件計算約束反力,2。求1-1,3部分的內(nèi)力。求內(nèi)力章節(jié)2-2,第7章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉壓5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜定結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和力矩分配法14影響線實踐思維回歸,4。第3-3,5節(jié)的內(nèi)力。截面4-4的內(nèi)力,對比截面1-1和截面2-2的內(nèi)力,發(fā)現(xiàn)截面的剪力在集中力的兩側(cè)突然變化。第七章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,緒論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩和力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和力矩

6、分配法14,影響線實踐思維和回歸,比較集中力偶兩側(cè)剪力相同的截面3-3和4-4的內(nèi)力,彎矩突變等于集中力偶(1)梁橫截面上的剪力FQ在數(shù)值上等于沿平行于橫截面的方向投射在橫截面一側(cè)(左側(cè)或右側(cè))上的所有外力的代數(shù)和。也就是說,如果外力導(dǎo)致選定的研究對象圍繞所需的截面順時針旋轉(zhuǎn),則方程的右側(cè)取一個正符號;相反,取負(fù)號。這一規(guī)則可以簡化為“正向剪切力為正”或“左上和右下剪切力為正”。相反是消極的。第七章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,緒論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩與力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和力矩分配法14,

7、影響線實踐思維回歸, (2)截面上的彎矩m在數(shù)值上等于截面形心o一側(cè)(左或右)梁上所有外力的力矩的代數(shù)和。也就是說,如果外力或外耦合力矩使所考慮的梁截面產(chǎn)生向下的凸形變形(即上部受壓,下部受拉),方程的右側(cè)取一個正符號,否則取一個負(fù)符號。 這個規(guī)則可以簡化為“向下的凸矩是正的”或“左旋的,右旋的矩是正的”,相反,它是負(fù)的。第七章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,緒論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩和力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和力矩分配法14,影響線實踐思維,例7.2,懸臂梁,荷載如圖所示,試求C節(jié)、B節(jié)左、B節(jié)右

8、的剪力和彎矩。第7章,靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,導(dǎo)論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,扭矩和力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和扭矩分配法14,影響線實踐思維與回歸,解:1,根據(jù)平衡條件,找出約束力反作用,2。計算剪切力和彎曲,第7章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,緒論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩與力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和力矩分配法14,影響線實踐思維回歸,7.3,梁的內(nèi)力圖,剪力圖和彎矩圖, 7.3.1剪力方程和彎矩方程,一般

9、來說,每個截面上的剪力和彎矩可以表示為坐標(biāo)x的函數(shù),F(xiàn)Q=FQ (x),M=M(x),梁的剪力方程,梁的彎矩方程,第7章靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析, 0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉伸和壓縮5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜定結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和力矩分配法14影響線實踐思維回歸7.3.2剪力圖和彎矩圖,以梁截面沿梁軸線的位置為橫坐標(biāo),以剪力或彎矩垂直于梁軸線為縱坐標(biāo),分別畫出FQ (x)和m。 這種圖分別稱為剪力圖和彎矩圖,簡稱FQ圖和M圖。繪圖時,一般規(guī)定正剪力畫在X軸的上側(cè),負(fù)剪力畫在X軸的下側(cè);正彎矩畫在X軸的下側(cè),負(fù)彎矩畫在X軸的上側(cè),即彎矩畫

10、在受拉梁的一側(cè)。第7章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,緒論1,機(jī)械基礎(chǔ)2,力矩與力偶3,平面力系4,軸向拉壓5,扭轉(zhuǎn)6,幾何組合7,靜定結(jié)構(gòu)8,梁彎曲應(yīng)力9,組合變形10,壓桿穩(wěn)定11,位移計算12,力法13,位移法和力矩分配法14,影響線實踐思維,例7.3,如圖所示,懸臂梁受集中力f作用,試制作該梁的剪力圖和彎矩圖,解決方法如下柱剪力方程和彎矩方程,(0 xl),(0 xl),2。制作剪力圖和彎矩圖,由剪力圖和彎矩圖可知:第七章靜定結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析。 0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉伸和壓縮5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜定結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和力矩分配法14影響線實踐思維回歸,例7.4簡支梁受均布荷載,如圖所示,制作此梁的剪力圖和彎曲圖。 解決方案:1 .從對稱關(guān)系,我們可以得到:第7章靜力結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析,0引言1機(jī)械基礎(chǔ)2力矩和力偶3平面力系4軸向拉伸和壓縮5扭轉(zhuǎn)6幾何組成7靜力結(jié)構(gòu)8梁彎曲應(yīng)力9組合變形10壓桿穩(wěn)定11位移計算12力法13位移法和扭矩分配法14影響線實踐思維回歸,最大剪力發(fā)生在梁端,其值為FQ,最大值=,2。列出了剪力方程和彎矩方程。繪制了剪應(yīng)力圖和彎矩圖,

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