第4章梁的内力ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物42 内力方程内力方程 内力图内力图 4-3 用叠加法作弯矩图用叠加法作弯矩图41 杆件的杆件的内力内力 截面法截面法我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 FFF F拉伸拉伸压缩压缩 I I 杆件在轴向荷载作用下,将发生轴向拉伸或压缩。杆件在轴向荷载作用下,将发生轴向拉伸或压缩。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我
2、也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 一、拉压杆的内力一、拉压杆的内力轴力轴力FFFmmFNPNPFFNx, 0; 0 拉压杆横截面的内力沿杆的轴线,故称为拉压杆横截面的内力沿杆的轴线,故称为。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物II 扭转的概念扭转的概念我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 直杆在外力偶作用下,且力偶的作用面与直杆的轴线直杆在外力偶作用下,且力偶的作用面与直杆的轴
3、线垂直,则杆件发生的变形为扭转变形。垂直,则杆件发生的变形为扭转变形。ABOmmOBA扭转扭转: (两端面相对转过的角度)(两端面相对转过的角度) ,剪切角也称,剪切角也称。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物扭转的内力扭转的内力扭矩扭矩mmmTx一、扭矩一、扭矩 圆杆扭转横截面的内力合成圆杆扭转横截面的内力合成结果为一合力偶,合力偶的力偶结果为一合力偶,合力偶的力偶矩称为截面的矩称为截面的,用,用表示之。表示之。 扭矩的正负号按扭矩的正负号按来确定,即右手握住杆的轴线,来确定,即右手握住杆的轴
4、线,卷曲四指表示扭矩的转向,若拇卷曲四指表示扭矩的转向,若拇指沿截面外法线指向,扭矩为正,指沿截面外法线指向,扭矩为正,反之为负。反之为负。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物mTx扭矩的大小由平衡方程求得。扭矩的大小由平衡方程求得。, 0; 0mTmxmT 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 III 弯曲的概念弯曲的概念 1. 弯曲弯曲: 杆受垂直于轴线的外力或外力偶矩矢的作用时杆受垂直于轴线
5、的外力或外力偶矩矢的作用时,轴线变成了曲线,这种变形称为弯曲。轴线变成了曲线,这种变形称为弯曲。2. 梁梁:以弯曲变形为主的构件通常称为梁。:以弯曲变形为主的构件通常称为梁。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物3. 工程实例工程实例我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物纵向对称面纵向对称面MF1F2q二、平面弯曲二、平面弯曲 杆件具有纵向对称面,荷载作用在纵向对称面内,梁弯杆件具有纵向对称面,荷载作
6、用在纵向对称面内,梁弯曲后轴线弯成一条平面曲线,称为曲后轴线弯成一条平面曲线,称为。在后几章中,。在后几章中,将主要研究平面弯曲的内力,应力及变形等。将主要研究平面弯曲的内力,应力及变形等。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物三、简单静定梁三、简单静定梁悬臂梁悬臂梁简支梁简支梁外伸梁外伸梁我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物FABalFABFAxFAyFB ; 0 xF0AxF ; 0Am, 0
7、FalFBlFaFB ; 0yF, 0FFFBAylalFFAy)( 荷载和支座反力皆属外力,下面研究横截面的内力。荷载和支座反力皆属外力,下面研究横截面的内力。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物PABal 将梁从将梁从位置截开,取左侧。位置截开,取左侧。xAFAyFsMx 因内力必须与外力平衡,故内力简化结果为一力和一力因内力必须与外力平衡,故内力简化结果为一力和一力偶。该力与截面平行,称为截面的偶。该力与截面平行,称为截面的,用,用Fs 表示之;该力表示之;该力偶的力偶矩称为截面的偶的力偶
8、矩称为截面的,用,用M 表示之。表示之。 剪力正负的规定:剪力正负的规定:使微段有顺时针转动趋势的剪力为使微段有顺时针转动趋势的剪力为正,反之为负;正,反之为负; 弯矩正负的规定:弯矩正负的规定:使微段下面受拉、上面受压变形的使微段下面受拉、上面受压变形的弯矩为正,反之为负。弯矩为正,反之为负。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 FsFsFsFs MMMM剪力正负的规定剪力正负的规定弯矩正负的规定弯矩正负的规定 内力通过平衡方程计算。内力通过平衡方程计算。AFAyFsMx, 0; 0sAyyF
9、FFAysFF , 0; 01xFMmAyxFMAy我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 计算梁内力的步骤:计算梁内力的步骤: 取整体,求支座反力(悬臂梁此步可省);取整体,求支座反力(悬臂梁此步可省); 将梁在要求内力的部位截开,选简单一側作研究对象;将梁在要求内力的部位截开,选简单一側作研究对象; 画受力图,截面的剪力、弯矩一定要按正的规定画;画受力图,截面的剪力、弯矩一定要按正的规定画; 列平衡方程列平衡方程 Fx= 0,求剪力,求剪力FS ; m= 0,求,求弯矩。弯矩。我吓了一跳,蝎子
10、是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 扭矩图的画法步骤:扭矩图的画法步骤: 画一条与杆的轴线平行且与杆等长的直线作基线;画一条与杆的轴线平行且与杆等长的直线作基线; 将杆分段,凡集中力偶作用点处均应取作分段点;将杆分段,凡集中力偶作用点处均应取作分段点; 用截面法,通过平衡方程求出每段杆的扭矩;用截面法,通过平衡方程求出每段杆的扭矩;画受画受力图时,截面的扭矩一定要按正的规定来画力图时,截面的扭矩一定要按正的规定来画。 按大小比例和正负号,将各段杆的扭矩画在基线两按大小比例和正负号,将各段杆的扭矩画在基线两侧,
11、并在图上表出数值和正负号。侧,并在图上表出数值和正负号。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 二、轴力图二、轴力图 一般情况,拉压杆各截面的的轴力是不同的,表示拉压一般情况,拉压杆各截面的的轴力是不同的,表示拉压杆各截面的的轴力的图象称为杆各截面的的轴力的图象称为。 轴力图的画法步骤如下:轴力图的画法步骤如下: 画一条与杆的轴线平行且与杆等长的直线作基线;画一条与杆的轴线平行且与杆等长的直线作基线; 将杆分段,凡集中力作用点处均应取作分段点;将杆分段,凡集中力作用点处均应取作分段点; 用截面法,
12、通过平衡方程求出每段杆的轴力;画受力用截面法,通过平衡方程求出每段杆的轴力;画受力图时,截面轴力一定按正的规定来画。图时,截面轴力一定按正的规定来画。 按大小比例和正负号,将各段杆的轴力画在基线两侧,按大小比例和正负号,将各段杆的轴力画在基线两侧,并在图上表出数值和正负号。并在图上表出数值和正负号。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例例1 画图示杆的轴力图。画图示杆的轴力图。kN60kN80kN50kN30 kN60kN30kN20轴力图轴力图kN60FN1kN60kN80FN2kN30FN3
13、第一段第一段: 0 xF0601NFkNFN601第二段第二段: 0 xF080602NFkNFN202第三段第三段: 0 xF0303NFkNFN303我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 例例2 长为长为l ,重为,重为W 的均质杆,上端固定,下端受一轴向拉的均质杆,上端固定,下端受一轴向拉力力P 作用,画该杆的轴力图。作用,画该杆的轴力图。lPxPxFN 轴力图轴力图0; 0 xPFFNxxlWPxPFNPFFxNNmin; 0WPFFlxNNmax;PP+W我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐
14、怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 例例3 画图示杆的轴力图。画图示杆的轴力图。ABCDkN3kN2kN2kN10kN4kN8 轴力图轴力图轴力图轴力图kN3kN8kN4kN6kN1kN1我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物FABalFABFAxFAyFB ; 0 xF0AxF ; 0Am, 0 FalFBlFaFB ; 0yF, 0FFFBAylalFFAy)( 荷载和支座反力皆属外力,下面研究横截面的内力。荷载和支座反力
15、皆属外力,下面研究横截面的内力。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物PABal 将梁从将梁从位置截开,取左侧。位置截开,取左侧。xAFAyFsMx 因内力必须与外力平衡,故内力简化结果为一力和一力因内力必须与外力平衡,故内力简化结果为一力和一力偶。该力与截面平行,称为截面的偶。该力与截面平行,称为截面的,用,用Fs 表示之;该力表示之;该力偶的力偶矩称为截面的偶的力偶矩称为截面的,用,用M 表示之。表示之。 剪力正负的规定:剪力正负的规定:使微段有顺时针转动趋势的剪力为使微段有顺时针转动趋势的剪
16、力为正,反之为负;正,反之为负;口诀:正剪力口诀:正剪力-左上右下左上右下 弯矩正负的规定:弯矩正负的规定:使微段下面受拉、上面受压变形的使微段下面受拉、上面受压变形的弯矩为正,反之为负。弯矩为正,反之为负。口诀:正弯矩口诀:正弯矩-左顺右逆左顺右逆我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 FsFsFsFs MMMM剪力正负的规定剪力正负的规定弯矩正负的规定弯矩正负的规定 内力通过平衡方程计算。内力通过平衡方程计算。AFAyFsMx, 0; 0sAyyFFFAysFF , 0; 01xFMmAyxF
17、MAy我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物 计算梁内力的步骤:计算梁内力的步骤: 取整体,求支座反力(悬臂梁此步可省);取整体,求支座反力(悬臂梁此步可省); 将梁在要求内力的部位截开,选简单一側作研究对象;将梁在要求内力的部位截开,选简单一側作研究对象; 内力计算公式:左侧分析:内力计算公式:左侧分析: FS =( )- ( );); M =()()- ( ) 右侧分析:右侧分析: FS =( )- ( );); M =()()- ( ) 或按照截面法或按照截面法 列平衡方程列平衡方程 Fx=
18、 0,求剪力,求剪力FS ; m= 0,求求弯矩。弯矩。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例例1 求图示梁求图示梁1、2、3、4截面的内力。截面的内力。ABCD2m2m2mF=12kNq=2kN/m11223344解解:取整体,取整体,FAFB ; 0Bm01224qFFAkNFA511截面截面FA11Fs1M1A ; 0yF ; 01m01sAFFkNFs5101M 由由1 1 截面的内力计算可得结论:杆端无力偶作用,截面的内力计算可得结论:杆端无力偶作用,紧挨杆端截面的弯矩紧挨杆端截面的弯
19、矩M=0。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物CP=12kN22截面截面FA22Fs2M2A ; 0yF ; 02m02sAFFkNFs52022AFMmkNM.102FA33Fs3M3A33截面截面 ; 0yF ; 03m03PFFsAkNFs73023AFMmkNM.103ABD2m2m2mF=12kNq=2kN/m11223344FAFB我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物D2233PFs3
20、M3Fs2M2 由由2、3 截面的内力计算可得如下结论:截面的内力计算可得如下结论: 集中力(包括支座反力)两侧截面的的弯矩相等;集中力(包括支座反力)两侧截面的的弯矩相等;右左MM 集中力(包括支座反力)作用截面的的剪力发生突变,集中力(包括支座反力)作用截面的的剪力发生突变,其值等于集中力(集中力以向上为正)。其值等于集中力(集中力以向上为正)。PFFss左右ABD2m2m2mF=12kNq=2kN/m11223344FAFB我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物C44M4Fs444 截面截面
21、 ; 0yF ; 04m04sF04M 由由44 截面的内力计算可得如下结论:截面的内力计算可得如下结论: 自由端无集中力作用,端截面剪力等于零:自由端无集中力作用,端截面剪力等于零:F=0 ; 自由端无集中力偶作用,端截面弯矩等于零:自由端无集中力偶作用,端截面弯矩等于零:M=0 。ABD2m2m2mF=12kNq=2kN/m11223344FAFB我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物例例2 求图示梁求图示梁1、2、3 截面的内力。截面的内力。ABC2m2m112233FAFBm1=2kN.m
22、m2=14kN.m解解:取整体,取整体, ; 0m0421mmFAkNFFBA311截面截面 ; 0yF ; 01m01sAFFkNFs31011mMFA11Fs1AM1m1mkNM.21我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物FA22Fs2M2A33Fs3M3Bm122截面截面 ; 0yF ; 02m02sAFFkNFs320212ARmMmkNM.8233截面截面 ; 0yF ; 03m03BsFFkNFs33023BFMmkNM.63FBABC2m2m112233FAFBm1=2kN.mm2=
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