基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算

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弯曲内力简化分析

弯曲内力简化分析

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6
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6
18
RA 1kN,RB 5kN
例题4:q = 2kN/m、
mc = 2kN.m ,a=1。
列出各段的内此力处方R程A实。际 画出内力图。为“-”值
李禄昌
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6
解: ⑵、 计算各分界点处 A、B、C、D的Q、m值:
QA 1kN mA 0
Q3 1kN m3 1kN.m
Qm22
集中载荷引起剪力突变。集中载荷可以看做分布载荷。
q(x)≠0时,弯矩图是一条抛物线。抛物线开口方向与
q(x)方向一致,其斜率等于剪力Q。
力偶引起弯矩突变。
q(x)=0时,剪力图和弯矩图的斜率等于零。
32
二、导数关系在内力图上的应用及其推论:
简易法-----直接绘制内力图。 2qa2
q
⑴、集中力作用点处:剪力 图上有突变,突变量等于集 中力的大小,由左向右看,
⑷、有分布载荷作用部分: 剪力图是斜直线,其斜率等 于q(x) ,直线倾斜方向与 q(x)方向一致;
弯矩图是一条抛物线,当 q>0时,弯矩图为上凹 的抛物线,当q<0时, 弯矩图为下凹的抛物线。
2qa 2
q
C
A
a qa 2a
Q
qa
M 2qa2
抛物线如 何画?
是一条向下 倾斜的斜线
此处RA实际 为“-”值
21
对于BC段:
Q(x) RA 1kN
是一条水平线
(a x 2a)
李禄昌
是一条向下 倾斜的斜线
m(x) RA x mc x 2 (a x 2a)
对于BD段: (实际分析右段)
Q(x) 8 2x (2a x 4a) m(x) (4 x)2 (2a x 4a)

4-1弯曲内力

4-1弯曲内力

FS <0
或者:左上右下为正、 右上左下为负
、弯矩 M: 上凹下凸形的为正
下凹上凸形的为负
M ≥0
M ≤0
15
弯曲内力
例 2 。求下图示梁1--1、2--2截面处的内力。 qL 1 1 a qL A x1 FS1
图(b)
2
q
解:截面法求内力∶
1--1截面处剪力、弯矩如图(b)
2
b 图(a) M1
M
弯曲内力
简 易 作 图 法 : 1 ,计算特殊点的内力值确定图的起点或中间点或终点; 2,利用内力和外力的微分关系判定线形; 3,计算特殊点的内力值判定图的正确性,是否封闭;
33
弯曲内力
特殊点:
1,梁的端点∶自由端、固定端、外伸端、中间铰,等等; 2,载荷的端点∶分布力的起终端、集中力(力矩)点,等等; 3,梁的支座∶固定端、固定铰,滚动铰、中间铰,等等; 4,内力的特殊点∶ FS =0的M有极值点,等等; 计算法∶
20
弯曲内力
q( x )
A
RA
qo
M ( x)
FS ( x )
x RB B
q0 x 2 1 1 2 M x RA x q( x ) x x (L x ) 6L 2 3
21
弯曲内力
§4-3 剪力方程、弯矩方程、剪力图和弯矩图 1、内力方程:内力与截
面位置坐标(x)间的函
FS ( Pi ) ( Pj )
弯曲内力
例 3 。求下图示梁 AB 、 BC 、 CD 段的的内力。
q
qa2
D C
A
B a qa a
a
FS 2 RA 2 qa q( x2 a )

7讲 梁弯曲的内力计算

7讲 梁弯曲的内力计算

二 梁的内力及其求法 (3)梁内任一截面上的剪力FQ的大小,等于这截 面左边(或右边)所有与截面平行的各外力的代数 和。 n n
F = ∑F (↑) −∑F (↓) Q i i
i=1 i=1
若考虑左段为脱离体时,在此段梁上所有向上的外 力会使该截面上产生正号的剪力,而所有向下的外 力会使该截面上产生负号的剪力。 (4)梁内任一截面上的弯矩的大小,等于这截 面左边(或右边)所有外力(包括力偶)对于这个 截面形心的力矩的代数和。
P=2KN q=2KN/m
F By
1m 2m 1m 1m
C
F Ay
1m
解: 1、根据平衡条件已求出支座反力 、
FBy = 7KN
FAy = 3KN
2、求D左、D右、B左、B右截面上的内力 、 截面上的内力?
二 梁的内力及其求法
M0 = 8KN.m
P=2KN q=2KN/m
A D
1m 1m 2m
B
C
1m
F By
F Ay
截面: D 截面: 左
1m
F 左 = ∑Fy (左 ) = FAy= 3KN 侧 QD MD左 = ∑MD(左 ) = FAy ×1 侧
= 3KN.m
二 梁的内力及其求法
M0 = 8KN.m
P=2KN q=2KN/m
A D
1m 1m 2m
B
C
1m
F By
F Ay
截面: D 截面: 右
F ——使截面不产生移动 使截面不产生移动 Q
L
m
FAy
A o x
F By
弯矩M 弯矩 ——使截面不产生转动 使截面不产生转动
由 Fy = 0, ∑
得到: 得到:

基于计算机快速求解梁弯曲内力的一体化积分法

基于计算机快速求解梁弯曲内力的一体化积分法

基于计算机快速求解梁弯曲内力的一体化积分法
金蓉;李银山;崔春义
【期刊名称】《科技创新与应用》
【年(卷),期】2022(12)17
【摘要】介绍一种简洁的一体化积分法,只需要确定梁的分布载荷函数,通过计算机积分,在很短的时间内就可以解决复杂载荷作用下梁的弯曲内力问题。

对于静定梁,
由弯矩、剪力、载荷集度间的微分方程和力边界条件,两次积分求解弯曲内力;对于
超静定梁,由挠度、转角、弯矩、剪力、载荷集度间的微分方程、力和位移的边界
条件,四次积分求解弯曲内力。

一体化积分法求解梁的内力是固体力学边值问题的
具体应用,它与计算机编程结合可快速求得梁内力的解析解,并绘出剪力图和弯矩图。

该方法具有规范化、程式化、高效率、高可靠性、较好的交互性等优点。

对复杂载荷作用下的静定梁和超静定梁等工程问题,具有显著的优越性,可广泛应用于教学和
工程实践。

【总页数】5页(P59-63)
【作者】金蓉;李银山;崔春义
【作者单位】大连海事大学交通运输工程学院;河北工业大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O342
【相关文献】
1.利用奇异函数对梁内力进行计算机自动求解
2.基于计算机求解弯曲变形问题的一种新解析法(一)——复杂载荷作用下的静定梁问题
3.弯曲梁内力图计算模型及程序的实现——基于VB环境下静定梁内力图程序实现
4.基于内力图和几何条件求解梁位移方程的方法
5.基于内力图和几何条件求解梁位移方程的方法
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基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算

基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算

基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算
平面弧形梁是在结构工程中非常常见的结构形式,在使用时需要正确计算出梁内部的内力分布情况。

以往的方法是对梁的曲面弧度进行节点拆分,然后进行有限元分析,计算求得内力。

这种方法计算出来的结果精度比较高,但是消耗大量时间,大大耗费人力物力。

近年来,基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算方法受到广泛关注,该方法利用曲线拟合的技术,将传统的有限元分析的复杂性简化,提出建立一种田仡积分(Tchen Integral)公式,该公式可以实现对梁内力的简化计算。

解析计算的基础是将曲线的弧度划分为若干个小矩形,然后使用多项式展开的方法拟合,最后求得内力分布情况。

为了提高准确性,需要使用更加精细的分割单元,计算时间将大大缩短,达到准确且快速的计算目的。

基于曲线拟合的平面弧形梁内力简化计算方法,可以有效提高梁实体内力分布计算准确性,节约计算时间,开发出更具适应性,更具针对性的方法,从而提高梁的精度和适用性。

梁的弯曲变形简单计算方法

梁的弯曲变形简单计算方法

梁的弯曲变形简单计算方法
梁是传动重要机构之一,其弯曲变形是广泛应用于结构力学设计中的一项重要技术。

它可
以用来分析梁承载的荷载情况,为梁的安全性能设计提供参考。

计算梁的弯曲变形是构造设计中的重要部分,因此有必要掌握有效的简便方法。

梁的弯曲变形一般是有三种计算方法:等强度线法、活荷载平移法、真实三维变形法。


三种计算方法的计算时间和计算精度不同,可根据实际情况选择合适的计算方法。

等强度线法是最简单且计算时间最短的方法,利用梁受力后形成的抗压线和抗张线构成图形,并将图形转化为梁形成的弯曲变形。

活荷载平移法则分析了活荷载作用于梁的变形状,将活荷载平移线与梁截面结合起来,表征出梁的弯曲变形。

而真实三维变形则完整量化了
梁的受力状态,找出真实的变形轮廓,从而获得准确的弯曲变形。

总之,梁的弯曲变形计算方法可根据实际应用场合选择合适的方法,以便为梁的设计提供参考。

在工程应用中,其梁的弯曲变形计算通常使用简便方法,如等强度线法和活荷载平
移法,而对于有特殊要求的情况,可以采用真实三维变形法,以保证梁的安全性能。

平面弯曲梁横截面的内力分析

平面弯曲梁横截面的内力分析
五、作业
注意:剪力的方向确定
符号:向上的力产生正弯矩;(左)顺时针的外力偶产生正弯矩,(右)逆时针的外力偶产生正弯矩。
四)剪力图和弯矩图:
1、剪力方程和弯矩方程:
FQ= FQ(x)M=M(x)
梁横截面上的剪力和弯矩是随横截面位置而变化。
2、剪力图和弯矩图:
绘制剪力图和弯矩图基本方法是:写出梁的剪力方程和弯矩方程,根据方程作图,当梁上受多个外力作用时,应分段列剪力和弯矩方程,作剪力图和弯矩图。集中力、集中力偶的作用点及分布载荷作用的起点和终点等为各段的分界点。
求解内力的步骤。截-留-列-求;力偶的三要素
二、引入新课:
在工程中常遇到等直杆,受到力或力偶的作用下,轴线由原来的直线变成曲线,梁发生弯曲现象,本节介绍此内容。
三、讲授新课
一)、弯曲的概念
弯曲变形:当受到作用线垂直于杆轴线的外力或在杆轴线平面内的外力偶作用时,杆的轴线由原来的直线变成曲线。凡以弯曲为主要变形的杆件称为梁。
弯矩的符号:若微段出现向下凸的变形时,弯矩M为正,反之为负。
剪力的大小:在数值上等于此截面的左边或右边梁上外力的代数和。
符号:在横截面以左梁上向上的外力或在横截面以右梁上向下的外力在截面上产生正值剪力,反之为负。
弯矩的大小:横截面上的弯矩在数值上等于此截面的左边或右边梁上的外力对该截面形心力矩的代数和。
3、例题小结:
1)在梁上有集中力作用处,左右两侧横截面上的剪力数值有变化,变化量等于此集中力的大小,在弯矩图上的相应处的弯矩则有一个尖角。
2)在梁上受集中力偶处,左右两侧横截面上的弯矩有变化,变化量等于此集中力偶矩的大小,但剪力图的相应处并无变化。
四、小结练习
本节重点讲述梁受弯曲时内力分析和用截面法求内力,并确定剪力和弯矩的方向及剪力图和弯矩图的画法。

弧形梁工程量计算案例

弧形梁工程量计算案例

弧形梁工程量计算案例咱就说有这么一个弧形梁的工程计算。

这就好比给一个弯弯的彩虹做体检,得算出它到底有多少料。

一、基本数据收集。

1. 半径。

首先得知道这个弧形梁所在圆的半径,假设这个半径是R = 5米。

这就像是知道彩虹的大小范围。

2. 圆心角。

然后是圆心角,这个圆心角就是这个弧形梁占整个圆的比例的一个关键角度。

比如说这个圆心角是θ = 60^∘。

这就好比知道彩虹弯弯的那一段占整个圆的多少。

3. 梁的截面尺寸。

梁的截面尺寸也很重要,它决定了梁的胖瘦。

假设梁的宽度 b = 0.3米,高度h =0.5米。

这就像知道彩虹的粗细。

二、弧形梁长度计算。

弧形梁的长度L计算是按照圆的弧长公式来的,那就是L=(θ)/(360^∘)× 2π R。

把咱们的数据代进去啊,就是L = frac{60^∘}{360^∘}× 2π×5。

咱先算分数部分,frac{60^∘}{360^∘}=(1)/(6)。

再算后面的乘法,2π×5 = 10π。

最后两者相乘,L=(1)/(6)×10π=(5π)/(3)米。

这个长度就像是弯弯彩虹的实际长度。

咱要是想更精确一点,就把π取3.14,那L=(5×3.14)/(3)≈5.23米。

三、弧形梁体积计算。

有了长度,再算体积就简单啦。

弧形梁的体积V等于长度L乘以梁的截面面积。

梁的截面面积是个长方形的面积,就是S = b× h = 0.3×0.5 = 0.15平方米。

那弧形梁的体积V = L× S,把前面算的L=(5π)/(3)米和S = 0.15平方米代进去,V=(5π)/(3)×0.15=(5π×0.15)/(3)= 0.25π立方米。

要是取π = 3.14,V≈0.785立方米。

所以啊,这个弧形梁的体积大概是0.785立方米,就像算出了弯弯彩虹的体量一样。

这整个过程就像是给这个弧形梁做了一个全面的数学画像,从它的长度到体积,都清清楚楚啦。

5.1.2平面弯曲的内力和内力图

5.1.2平面弯曲的内力和内力图

平面弯曲的内力图绘制和弯矩图。

解:任选一截面 x ,截面法求出剪力和弯矩 x()()l x q x x M <≤02/2=l剪力方程弯矩方程q xF s (x )M (x )0,yF=∑0,CM=∑()()s 0F x qx x l ≤<=8/2q l 和弯矩图。

解:任选一截面 x ,截面法求出剪力和弯矩x()()l x q x x M <≤02/2=依方程画出剪力图和弯矩图。

F sxMxql2/2q l l由内力图可见最大剪力和弯矩分别为剪力方程弯矩方程()()s 0F x qxx l ≤<=2smax max /2F ql M ql =,=例2:简支梁在C 截面处受集中力作用。

试作出其剪力图和弯矩图。

BAlF AyF Byx 2F sxMxl F b /lF a /lF a b /x 1C Fab解:由梁的平衡方程确定约束反力由截面法可以写出剪力和弯矩方程依方程画出剪力图和弯矩图。

AC :()()a x l F b x x M ≤≤1110/=()()s 11/0F x Fb lx a <<=00ABM M ∑∑=,=CB : ()()()l x alx l F a x M ≤≤-222/=()()s 22/F x Fa l a x l -<<=//Ay By F Fb l F Fa l=,=()-()+()+ BAlF A yF B yx 2lM a /x 1lM /lM b / CMab例3:简支梁在C 截面处受集中力偶作用。

试作出其剪力图和弯矩图。

0=,=∑∑B A M M 依方程画出剪力图和弯矩图。

解:由梁的平衡方程确定约束反力由截面法可以写出剪力和弯矩方程AC :()()a x lM x x M <≤1110/=()()s 11/0F x M lx a <≤=CB :()()bx lM x x M <≤-2220/=()()s 22/0F x M lx b <≤=/-/Ay By F M l F M l=,=。

工学平面弯曲梁的计算简图弯曲内力剪力图与弯矩图

工学平面弯曲梁的计算简图弯曲内力剪力图与弯矩图

a
RB
0
xa
,q=-q0x/a,FS
Px
q0 x2 2a

M
Px
x 3
q0 x3 6a
a
x2a,q=0,
FS
P0
q0a 2
,M
q0a 2
x
2a 3
你能推断出q、FS、M之间到底有什么关系?
作业:
5.2c、d、e、f; 5.8; 5.9b、d;
39
FS
x
n
x
n
B
RB
M A
RA
FS
x
P
A
RA
a
b
x
m
M FS
剪力方程 FS FS ( x)
弯矩方程 M M(x)
28
剪力方程
FS FS ( x)
弯矩方程
M M(x)
y
A
P
mm
x
m
B
RA
a
b
x
RB
l
y
P
m
M
A
RA
a
b
FS
x
图示法:剪力图;弯矩图
29
【例题 1】试列出图示
P
梁的剪力方程和弯矩 方程,并作剪力图和
车床主轴
9
固定端
固 定 端 mA A
RA l
自 由 端
P
B
车刀和刀架
10
二、载荷的简化
1、集中力
单位: A
N、kN
RA
P
B
RB
2、分布载荷
单位:
N/m kN/m
薄板轧机
12
分布载荷
y x1

材料力学5 弯曲内力

材料力学5 弯曲内力

内力
2—2 2P -Pa
Q M
1. 横截面上的剪力和弯矩在数值上由截面左侧或 右侧梁段分离体的静力平衡方程来确定。 右侧梁段分离体的静力平衡方程来确定。 剪力值= 截面左侧(或右侧) 剪力值 截面左侧(或右侧)所有外力的代数和 弯矩值= 截面左侧(或右侧) 弯矩值 截面左侧(或右侧)所有外力对该截 面形心的力矩代数和 15
ql (1)求支反力 解:(1)求支反力 V A = V B = 2
(2)列剪力方程和弯矩方程 (2)列剪力方程和弯矩方程 q M(x) Q( x ) = V − qx = ql − qx A A VA x
2 2 x qlx qx Q(x) M ( x ) = V A x − qx × = − 2 2 2
5.3 剪力方程与弯矩方程 剪力图与弯矩图
P
(4)
讨论
由剪力图可见, 由剪力图可见,在梁上 的集中力( 的集中力(包括集中荷载和约 束力)作用处剪力图有突变, 束力)作用处剪力图有突变, 这是由于集中力实际上是将 这是由于集中力实际上是将 作用在梁上很短长度∆ 作用在梁上很短长度∆x范围 内的分布力加以简化所致。若将分布力看作在∆ 内的分布力加以简化所致。若将分布力看作在∆x范围内是 均匀的( a),则剪力图在∆ 均匀的(图a),则剪力图在∆x范围内是连续变化的斜直线 则剪力图在 (图b)。从而也就可知,要问集中力作用处梁的横截面上的 b)。从而也就可知, 剪力值是没有意义的。 剪力值是没有意义的。
对称弯曲时梁变形后轴线所在平面与外力所在平面相重合, 对称弯曲时梁变形后轴线所在平面与外力所在平面相重合, 5 平面弯曲。 因而一定是平面弯曲 因而一定是平面弯曲。
5.1 梁的平面弯曲 梁的计算简图
2.梁的计算简图 2.梁的计算简图

平面弯曲概念及计算简图72梁内力弯矩图

平面弯曲概念及计算简图72梁内力弯矩图

C
A
B D
2m
4m
2m
QB左 RB 3.5KN QB右 0
二、剪力方程和弯矩方程 · 剪力图和弯矩图
剪力方程和弯矩方程:用函数表达式表示沿梁轴线各
横截面上剪力和弯矩的变化规律,分别称作剪力方程
和弯矩方程 。
即:
Q = Q (x )
M = M(x)
剪力图和弯矩图 绘剪力图和弯矩图的最基本方法是,首先分别写出 梁的 剪力方程 和 弯矩方程 ,然后根据它们作图。 剪力图为正值画在 x 轴上侧,负值画在x 轴下侧 弯矩图为正值画在 x 轴上侧,负值画在x 轴下侧
RB
P1a l
P2b
记 E 截面处的剪力 为 QE 和弯矩 ME , 且假设 QE 和弯矩 ME 的指向和转向 均为 正值。
b
RA
a
A
E c
P1 P2
RB
CD
B
F
d
l
QE
RA
ME
A
E
C
b
y 0, RA QE 0 RA
a
mE 0, M E RA c 0 A
E
c 解得
P1 P2
RB
P=50KN yC ' yC
mA
XA
AE
C
xc ' xc
xc ' xc
RA
mA 0, mA 311.5 501 96.5kN m
§7—2 梁的内力· 弯矩图
一、梁的剪力和弯矩
1、Q 和 M 的定义与计算
a
P
m
A
B
m x
a
P
m
用截面法假想地在
A
B
m

弯扭组合效应下某类曲梁的内力计算解析公式

弯扭组合效应下某类曲梁的内力计算解析公式

弯扭组合效应下某类曲梁的内力计算解析公式
董新梅;张昭拥;邓云青
【期刊名称】《建筑技术开发》
【年(卷),期】2005(032)008
【摘要】给出了任意一对对称垂直荷载作用下,带直线段圆弧形水平曲梁的内力计算方法;给出了基本体系在荷载、多余约束力独立作用下的内力表达式以及力法方程中系数、自由项的解析公式.利用叠加原理可计算任意多组对称垂直荷载作用下,带直线段圆弧形水平曲梁的内力.
【总页数】2页(P9-10)
【作者】董新梅;张昭拥;邓云青
【作者单位】山东经济学院统计与数学学院,济南,250014;威海市第二热电厂,威海,264200;威海高新技术开发区盛德实业有限公司,威海,264209
【正文语种】中文
【中图分类】TU323.3
【相关文献】
1.圆弧形水平曲梁在对称垂直荷载作用下的内力计算公式 [J], 董新梅;王彦明
2.弯曲梁内力图计算模型及程序的实现——基于VB环境下静定梁内力图程序实现[J], 陈文平
3.一种圆弧形水平曲梁在任意垂直荷载作用下的内力计算 [J], 王彦明;王盛桂
4.任意垂直荷载作用下带直线段水平圆弧曲梁的内力计算 [J], 王彦明;董新梅
5.对称荷载下对称水平曲梁内力计算 [J], 陆文全
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弧形梁的计算问题

弧形梁的计算问题

弧形梁的计算问题
现在很多建筑都采用孤形构造来增强线条的流畅和美观,因此出现了各种形状独特的梁,有些甚至比S型还要复杂。

有时候,我会直接按照直梁建模计算,然后再在出图时进行修改。

但是,我对于弧形梁的承载能力是否会降低有些疑惑。

弧形梁相对于直梁来说有两个不利之处:一是扭矩较大,因此需要设计抗扭结构;二是弧形框架梁不利于抗震,因此在两柱之间有弯曲的框架梁时最好同时设置直梁。

PKPM的SATWE和TAT都不能直接计算曲梁,因此最好适当加钢筋。

不过,螺旋楼梯模块可以进行计算。

与传统的直线型剪力墙和梁相比,弧形剪力墙和梁在施工和设计方面有许多不同之处。

在荷载作用下,除了弯矩、剪力和轴力的计算方法不同外,弧形梁还存在非常大的扭矩,而直线型基本上没有扭矩。

平面弯曲梁求内力的方法

平面弯曲梁求内力的方法

平面弯曲梁求内力的方法一、概述平面弯曲梁是工程中常见的结构形式,其内力计算是结构设计的重要内容之一。

本文将介绍平面弯曲梁求解内力的方法,包括静力学方法和力学分析法两种。

二、静力学方法1.受力分析首先需要对平面弯曲梁进行受力分析,确定其支座反力、弯矩和剪力等重要参数。

在进行受力分析时,需要考虑到荷载类型、荷载作用位置以及结构自重等因素。

2.截面切割法通过截面切割法可以求解平面弯曲梁各截面处的内力。

具体步骤如下:(1)选择一个截面,在该截面处做图并标注出该处的受力情况;(2)将该截面切割成两部分,并考虑到作用在每个部分上的荷载和支座反力;(3)根据平衡条件,求解出该截面处的剪力和弯矩。

3.图解法通过图解法也可以求解平面弯曲梁各截面处的内力。

具体步骤如下:(1)选择一个截面,在该截面处做图并标注出该处的受力情况;(2)根据平衡条件,求解出该截面处的剪力和弯矩;(3)将求解出的剪力和弯矩分别画在该截面上,并标注出其方向和大小。

4.应力函数法应力函数法是一种比较复杂的方法,需要具备一定的数学基础。

其基本思想是通过构造应力函数来求解平面弯曲梁各截面处的内力。

具体步骤如下:(1)构造应力函数,使其满足平衡条件和边界条件;(2)根据应力函数求解出各截面处的应力分布;(3)利用静平衡方程求解出各截面处的剪力和弯矩。

三、力学分析法1.杆件模型法杆件模型法是一种简单有效的方法,适用于对平面弯曲梁进行初步计算。

其基本思想是将曲线梁离散化为若干个杆件,并在每个节点处考虑节点反力。

具体步骤如下:(1)将曲线梁离散化为若干个杆件,并在每个节点处考虑节点反力;(2)根据杆件受力分析,求解出各节点处的剪力和弯矩。

2.有限元法有限元法是一种精确的方法,适用于对复杂结构进行详细计算。

其基本思想是将结构离散化为若干个小单元,并在每个节点处考虑节点位移。

具体步骤如下:(1)将结构离散化为若干个小单元,并在每个节点处考虑节点位移;(2)根据有限元理论,建立结构的刚度矩阵和载荷向量;(3)利用数值计算方法求解出各节点处的位移和内力。

计算梁弯曲变形和内力的简易方法

计算梁弯曲变形和内力的简易方法

计算梁弯曲变形和内力的简易方法
朱伊德
【期刊名称】《力学与实践》
【年(卷),期】2013(035)002
【摘要】介绍一种合二而一的方法,从挠曲线的一般形式出发,通过边界条件确定待定常数,能同时得到挠曲线方程,转角方程,弯矩方程,剪力方程和支座反力.既避免了微分与积分运算又无需区分静定与超静定梁,也不论挠曲线方程是否分段,都可获解决.而且方法程式化具有便捷易学和一气呵成的特点.同时还深刻揭示出变形和内力的有机联系.
【总页数】3页(P88-90)
【作者】朱伊德
【作者单位】上海应用技术学院机械工程学院,上海201418
【正文语种】中文
【中图分类】O341
【相关文献】
1.三种常用异形阳台挑梁的弯曲变形内力公式推导 [J], 刘汉仁
2.空间梁格模型与平面单梁模型计算简支梁桥内力比较分析 [J], 陈向阳;檀威
3.弯曲变形梁的内力计算的另一种方法 [J], 张雷
4.小议简支梁桥主梁及横隔梁内力计算分析 [J], 李东明
5.论预应力砼连续梁的徐变次内力计算:似柱法在预应力混凝土连续梁徐变次内力[J], 沈亚平
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水平圆弧曲梁内力计算

水平圆弧曲梁内力计算

水平圆弧曲梁内力计算
水平圆弧曲梁是一种广泛应用的结构形式,其内力的计算是梁的计算的必要部分。

在没有外荷载的情况下,梁的弯矩非零,会产生梁内力,内力对安全性和性能有着重要的影响。

水平圆弧曲梁的内力计算一般采用圆弧梁的满定位算法,满定算法要求连续圆弧变形下的支座形式边界条件必须符合理论上的要求,这样才能得到满定位正确的解。

按照解析力学原理,杆件系统首先应求解位移解和弯矩解,然后根据挠度函数分析力学系统各零件之间的位移、应力关系,从而求得各零件的内力。

具体来说,水平圆弧曲梁的内力计算,需要解矩阵方程组来解弯矩与位移的解,根据所求得的解形式,利用变形函数与该点的外力来求得内力矩阵,然后求解系统内力分布计算出梁各截面上的内力,最后根据节点迁移法整理出梁各端节点处的内力分布,从而完成梁内力分析。

圆弧梁内力计算仅仅运用静力,没有考虑梁的动力特性,其计算结果也可能不够准确,因此需要进一步考虑动力特性对内力进行修正。

此外,水平圆弧曲梁的内力计算还要考虑材料和几何结构的变形特性,以保证结构的可靠性。

综上所述,水平圆弧曲梁的内力计算是一项复杂的任务,要求有较强的数学功底、理论知识和扎实的编程能力。

此外,还需要考虑外力和变形特性,以保证计算结果的准确性。

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Oc ., O 6 t 2 O
第 2 卷第 5 2 期
Vo. 2 NO. 12 5
基于 曲线拟合 的平面弧形梁 内力简化 计算
常光明 , 韩 佳 俞 宗卫 ,
(. 1 皖西学院 城市建设与环境 系, 安徽 六安 2 7 1 ;. 30 2 2 长安 大学 建筑 工程 学院, 陕西 西安 7 0 6 ) 1 0 1
、 。
表 1 不 同圆 心 角 弧形 梁与 等 跨 直 粱 的 内力 比值
—1 — — — — — 。 ■ —
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2 0 。
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关键词 : 弧形梁 ; 内力; 简化计算 ; 曲线拟合 中图分类号 : U1 T 2 文献标 识码 : A 文章编号 :0 9 9 3 (0 6 O —0 8 一O 1 0 - 7 5 2 0 )5 O 9 4
1 引言
在工程实践 中, 为了满足建筑造型或使用功能上的需要 , 常常采用弧形梁 。在竖 向荷载作用下 , 弧形梁处
— — ~
0 34 4 7
008 6 ・ 8 1
0 13 7 . 3 9
0 11 9 8 9

0 2 35 . 3 1
0288 . 8 6
5 0 3 01

o 41 — . 95
: :
: :
MeMe / Mo Mo / T/ ' o Me

0 9 62 0 9 8 6 . 9 2 . 8 5 10 0 4 10 2 6 . 2 9 .8 1
0 9 5 .89 110 9 8 7

09 8 3 9 2

1 04 6 . 3 5 1 43 6 9 6

1 13 7 .0 5 17 4 1 . 2 1

1 25 1 7 1

1 36 .82 2458 3 7
于空间受力状态 , 不仅产生弯矩 、 剪力 , 还会产生扭矩。由于梁轴线为曲线 , 而且荷载不作用在梁轴线所在平面 内, 给内力计算带来困难 。在建立弧形梁单元刚度矩阵时, 为了加快计算速度、 提高运算效率 , 人们通常简化弧 形梁的计算模型 , 减少单元数量 , 以折梁甚至与弧形梁弧长相等的直梁代替弧形梁进行计算 , 计算误差较大I 。 1 ]
为解决在计算弧形梁内力时存在的单元数量与计算精度之间的矛盾通过数值拟合的方法建立了均布荷载作用下平面弧形粱内力与等跨直梁内力之间的数学模型通过该模型能够较容易地由直梁内力求出弧形梁的内力维普资讯 http:/20 0 6年 1 O月
皖 西 学 院学 报
J u n 1 fW e tAn u ie st o r a s h i o Unv riy
3 1 简化 思路 .
* 收稿 日期 :0 6 7 0 2 O —0 —3
作者简介 : 常光明(93 , , 17 一)男 安徽寿县人 , 皖西学 院城市建设 与环境系教 师, 长安大学 建筑 工程学 院硕 士研究 生 , 方 向: 土结 研究 混凝
8 9
维普资讯
2 弧形梁 内力计算 的材 料 力学公 式 文献 给出 了弧 形 梁 内力 计算 的材 料力 学公 式 。 。
Mc 是 一 1 () 1
其 一 中


( 一 cs) 1 o  ̄
( 一 s  ̄ 1 iv n)
Mco T cs 一
Mci 一 s n
() 2
() 3

M ——跨中弯矩 M ——任意截面的弯矩, 当 一 时为支座弯矩
— —
任意截面的扭矩 , 当 = 时为支座扭矩
圆心 角 的一 半

— —

梁的抗弯刚度和抗扭刚度之 比, 与截面尺寸有关 , 对于常见的矩形梁 , 值一般介于 13 ( / 入 .8 hb
一1和 6 6 (/ =3之间,/ 为截面的高宽 比。 ) 。5hb ) hb 公式() 3 可较精确地求出弧形梁的内力 。但是作为材料力学公式 , 1 ~() 不便于在结构矩 阵分析程序中应 用。该公式表达形式复杂 , 采用半径 尺 和以弧度表示 的角度 为计算参数 , 计算工作量很大 , 也不便于手工计 算。 3 内力计算 公式 的简化
摘 要: 为解决在计算弧形梁 内力时存在 的单元数量与计算精度之间的矛盾 , 通过数值 拟合 的方 法, 建立 了均布荷载作 用下
平 面弧形梁 内力与等跨直 粱 内力之 间的数学模型 , 通过该模型 能够较容 易地 由直 梁 内力 求 出弧形 梁的 内力。计算 简单 , 运算效 率高, 计算误差满足工程计算要求 , 计算结果偏于安全 , 具有一定 实际应用价值 。

无论采用 手算还是 电算 方法 , 直梁 的 内力 都是 很容 易求 出来 的

o o =,=
3 2 1









立计算模型 。 下面以 Mc ! 、 表示弧形梁和等跨直梁跨中弯矩 , M0表示 弧形 梁 和直 梁 支座 弯矩 , 示 弧 Mc M。 表 形梁的1座扭矩 , 支 对弧形梁内力的简化计算进行分析研究 为了研究方便 , A . 9hb ) 取 =33 (/ 一2 。

现取一跨度与弧形梁弦长相等的直梁( 以 下称等跨直梁)设其荷载与支承条件均与该弧形梁相同 如果能把弧形梁的内力和等跨直梁 的内力之间建立 , 关系, 将会使其内力计算变得简单 。弧形梁的跨 中弯矩 、 支座弯矩可分别与直梁跨 中弯矩 支 座弯矩建 立关系 。 从式 () 3可知 , 弧梁 的支 座扭矩 是跨 中弯矩 的函数 , 因此也 可 以与直 梁跨 中弯 矩建 立起 函数关 系 经计 算 分析 发现 , 于一段弧形 梁 , 圆心 角一经 确定 , 对 其 不论其 半径 如何 变化 , 矢跨 比 ( 的弧顶 高度 与梁跨 度之 比) 梁 总是不 变的, 而且其内力与等跨直梁相应 内力的比值也是不变的 ( 1 因此 , 以尝 试用 矢 跨 比作 为计 算参 数 , 表 ) 可 建
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