第2章杆件的内力与内力图详解.ppt
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3. 应用截面法确定D截面上的内力分量 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 FP l l C D MO=2FPl A B MA FA A B D FQD MD FA MA MO=2FPl 【例2-5】 4. 说明 本例中如果以C、D截面以右部分梁作为平衡对象,则无需确定约束力。 ? 剪力对研究对象产生顺时针方向的矩者为正。梁上某截面处的剪力等于截面一侧梁上所有竖向外力的代数和;外力对截面形心产生顺时针转向的矩引起正剪力,反之引起负剪力。 ? 关于梁的剪力和弯矩 ? 弯矩可用下侧受拉、上侧受压为正来确定。 梁上某截面处的弯矩等于截面一侧梁上所有外力对截面形心的矩的代数和;外力使梁下侧受拉、上侧受压引起正弯矩,反之引起负弯矩。 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 x A B C D E F1 =2kN F2 =2kN M0 =10kN·m q =1kN/m 4m 4m 4m 3m FA FB 求截面C、D上的剪力和弯矩。 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 【例2-6】 【解】 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 ? 梁的剪力图和弯矩图 为了建立剪力方程和弯矩方程,必须首先建立Oxy坐标系,坐标原点O一般取在梁的左端,x轴的水平向右为正,y轴铅垂向上为正。 建立剪力方程和弯矩方程时,需要根据梁上的外力(包括载荷和约束力)作用状况,确定控制面,将梁分段。 分段后,首先在每一段中任意取一横截面,假设这一横截面的坐标为x,其剪力FQ(x)和弯矩M(x)都假设为正值;然后应用平衡方程,即可得到剪力方程FQ(x)和弯矩方程M(x), FQ(x)和M(x)都是x的函数。 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 ? 梁的剪力图和弯矩图 作用在梁上的平面载荷,如果不包含轴向力,这时梁的横截面上将只有弯矩和剪力。表示剪力和弯矩沿梁轴线方向变化的图线,分别称为剪力图(diagram of shearing force)和弯矩图(diagram of bending moment)。 绘制剪力图和弯矩图有两种方法:其中一种方法是根据剪力方程和弯矩方程,在FQ-x和M-x坐标系中首先标出剪力方程和弯矩方程定义域两个端点的剪力值和弯矩值,得到相应的点;然后按照剪力和弯矩方程的类型,绘制出相应的图线,便得到所需要的剪力图与弯矩图。 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 ? 梁的剪力图和弯矩图 简支梁受均布载荷作用,试写出剪力和弯矩方程,并画出剪力图和弯矩图。 【解】 1.确定约束力 FAy= FBy= ql/2 2.写出剪力和弯矩方程 B A l FAy q FBy y x C x 3. 画剪力图和弯矩图 FQ图 M图 + + ? 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 【例2-7】 图示简支梁C点受集中力作用,试写出剪力和弯矩方程,并画出剪力图和弯矩图。 【解】 1.确定约束力 FAy=Fb/l FBy=Fa/l 2.写出剪力和弯矩方程 3. 画剪力图和弯矩图 B A l FAy FBy x2 x1 C F a b + ? + FQ图 M图 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 【例2-8】 简支梁C点受集中力偶作用,试写出剪力和弯矩方程,并画出剪力图和弯矩图。 【解】 1.确定约束力 FAy=M / l FBy= -M / l 2.写出剪力和弯矩方程 AB BC 3. 画剪力图和弯矩图 B A l FAy FBy x2 x1 C M a b + ? FQ图 M图 + 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 【例2-9】 ?梁上集中力偶作用处左右两侧横截面上的弯矩值(图)发生突变,其突变值等于集中力偶矩的数值,此处剪力图没有变化。 ?在集中力作用处的左右两侧截面上剪力值(图)有突变,突变值等于集中荷载的大小,弯矩图形成尖角。 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 绘制剪力图和弯矩图的第二种方法是:应用载荷集度、剪力、弯矩之间的微分关系,不需要建立剪力方程和弯矩方程。 ? 梁的剪力图和弯矩图 载荷集度、剪力、弯矩 之间的微分关系 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 梁的内力与内力图 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 扭矩与扭矩图 第2章 杆件的内力和内力图 ◎ 扭矩与扭矩图 受力特征 在杆的两端垂直于杆轴的平面内,作用着大小相等、方向相反的一对力偶。 变形特征 杆件的各横截面环绕轴线发生相对的转动。 扭转角 任意两横截面间相对转过的角度。
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