哈工大材力上机大作业答案.doc
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材料力学上机报告
课程名称: 材料力学
设计题目: 简支梁在任意载荷下剪力图弯矩图挠度曲线的绘制
院 系: 材料学院
班 级:
设 计 者:
学 号:
编程语言: Visual Basic
设计时间: 2016.06
课题要求
求三种截面的简支梁(矩形截面,实心圆截面和空心圆截面)在受到任意多的力F,力偶M和分布力q的作用下,其上任意一点的剪力弯矩和挠度的大小,并绘制梁的剪力图、弯矩图和挠曲线。
输入
1. 梁的总长度l和材料的弹性模量E。
2. 选择界面形状(矩形截面,实心圆,空心圆)。如果是矩形截面,输入矩形的宽度b和高度h。如果是实心圆截面,输入圆的直径D。如果是空心圆截面,输入空心圆的外径D和内径d。
3. 输入载荷情况。若载荷是力,输入力的大小F和作用点a。如果载荷是均布载荷,输入均布载荷的大小q和载荷的起始位置c和终止位置f。如果载荷是力偶。输入力偶的大小m和作用点e。
输出:
1. 结构构形图
2. 任意一点的剪力,弯矩,挠度
3. 画出剪力图,弯矩图和挠曲线
二.数学模型及算法
总体思想为叠加法。不妨假设简支梁的长度为l。
只有一个作用点位置为a的力F的作用下
剪力的大小
当0xa时,f1=(l-a)/l*f
当axl时,f1=(-1)*a/l*f
弯矩的大小
当0xa时:m1= (l-a)/l*F*x
当axl时:m1= a/l*F*(l-x)
挠度的大小
v1=(-1)*(F*(l-a)/(6*E*I*l))*(l/(l-a)*(x-a)^3)+((l*l-(l-a)*(l-a))*x- x^3)
只有一个作用点位置为b和c的均布力作用下
剪力的大小
当0xb时:f2= q*(c-b)*(3*c-b)/(2*l)
当bxc时:f2= q*(c-b)*(3*c-b)/(2*l)-q*(x-b)
当cxl时:f2= (-1)*q*(c*c-b*b)/(2*l)
弯矩的大小
当0xb时:m2=q*(c-b)*(3*c-b)/(2*l)
当bxc时:m2= q*(c-b)*(3*c-b)/(2*l)-(q*(x-b)*(x-b))/2
当cxl时:m2= (-1)*(q*(c*c-b*b)/(2*l))*(c-x)
挠度的大小
当0xb时:v2= q*(c-b)*(3*c-b)/(12 *E*I*l)* (x^3)
当bxcv2=q*(c-b)*(3*c-b)/(2*l)* (x^3)/6-((q*(x-b)*(x-b))/4) * (x^2)
当cxl时:v2= (-1)*(q*(c*c-b*b)/(4 *E*I*l))*(c-x)* (x^2)
只有一个作用点位置为d的力偶的作用下
剪力的大小
f3=m/l
弯矩的大小
当0xd时:m3= m/l*x
当dxl时:m3= (-1)*m/l*(l-x)
挠度的大小
v3= (-1)*m/(6*E*I*l)*((-1)* (x^3)+3*l* ((x-d)^2)+x*(l*l-3* ((l-d)^2)))
其中惯性矩I分为三种情况,即实心圆,空心圆和矩形截面:
I= pi*(d^4)/64
空心圆:I= pi*(D^4) *(1- ((d/D)^4)/64
矩形截面:I= b* (h^3)/12
三.程序流程图
程序变量说明及程序清单
E:弹性模量 n:力的个数 F:集中力大小 c:分布力右端距左端支座的距离 k:空心圆筒内径 o:空心圆筒外径 L:杆件长度 G:切变模量 b:矩形截面的宽度 h:矩形截面的高 Y:挠度 jiao:转角 I:截面惯性矩 L:梁长 E:弹性模量 Z:惯性矩 a:集中力距支座左端的距离 d:实心圆径 q:分布力大小 M:力偶大小
程序源代码
Form 1(封皮)
Private Sub Command1_Click() 点击简支梁,出现form2
Form1.Hide
Form10.Show
End Sub
Private Sub Command2_Click() 点击结束,结束整个程序
End
End Sub
Private Sub Form_Load()
Label1.FontBold = True
End Sub
Form10开始进入选择阶段(剪力弯矩或者挠度)
Private Sub Command1_Click() 梁剪力弯矩图
Form3.Show
Form2.Hide
End Sub
Private Sub Command2_Click()
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