位移计算的一般公式
位移时间公式和位移速度公式
解释
其中,$v$
表示位移度,
$Delta x$ 表示物体在时间
$Delta t$ 内的位移变化量。
应用
位移速度公式广泛应用于物理学、 工程学和日常生活中,用于计算 和描述物体的运动状态。
物理意义
01
02
03
描述物体运动状态
位移速度公式可以用来描 述物体的运动状态,包括 匀速运动、变速运动等。
判断运动性质
意义
位移时间公式是物理学中描述物体运动规律的重要工具之一,它可 以帮助我们理解物体在一段时间内的位置变化情况。
公式表达
公式
s = v0t + 0.5at^2
解释
该公式表示物体在初速度 v0 和加速度 a 的作用下,经过时间 t 的位移。其中,v0 是物体的初速度,a 是加速度,t 是时间。
应用
位移时间公式广泛应用于物理学、工程学和天文学等领域,特别是在研究物体运动规律和预测物体位置 变化方面具有重要意义。
位移时间公式和位移 速度公式
目 录
• 位移时间公式 • 位移速度公式 • 位移时间公式与位移速度公式的关联 • 位移时间公式和位移速度公式的应用 • 位移时间公式和位移速度公式的推导
01
位移时间公式
定义
定义
位移时间公式是用来描述物体在一段时间内位置变化的公式。
描述
位移时间公式通常表示为 s = f(t),其中 s 表示位移,t 表示时间。
物理意义
01 02
物理意义
位移时间公式的物理意义在于描述物体在一段时间内位置的变化量。通 过该公式,我们可以计算出物体在不同时刻的位置坐标,从而了解物体 的运动轨迹和规律。
单位
位移的单位是长度单位,如米、厘米等;时间的单位是时间单位,如秒、 分钟、小时等。
静定结构的位移计算—结构位移公式及应用(工程力学课件)
【例4】求图示桁架k点水平位移. (各杆EA相同)
P
P
0
NP 0
P a
2P k
a
1
1 2 2 Ni
Δ= FN FNP l
EA
1
1
解:
kx
1 [(1)(P)a EA
(1)( P )a
2 2P 2a] 2(1 2) Pa () EA
ds
FN FNP EA
ds
1. 梁和刚架
在梁和刚架中,由于轴向变形及剪切变形产 生的位移可以忽略,故位移计算公式为:
2. 桁架
Δ=
MMP EI
ds
Δ=
FN FNP ds FN FNP ds FN FNPl
EA
EA
EA
1
MMP EI
ds
kFQ FQP GA
ds
FN FNP EA
ds
若结构只有荷载作用,则位移计算一般公式为:
1 (M ds FQ 0 FN )ds
MP
EI
0
kFQ P GA
FNP
EA
1
MMP EI
ds
kFQ FQP GA
ds
FN FNP EA
ds
适用条件:小变形、线弹性
➢ 正负号规则
1
MMP EI
ds
kFQ FQP GA
ds
FN FNP EA
M、FQ、FN、FRK :单位载荷 FP1 1在结构中产生
的内力和支座反力
➢ 单位荷载法
一次计算一种位移
求绝对位移!
BF
C
D
q
实际状态
(位移状态)
CH求、CV、C
静力结构的位移计算——变形体虚功原理及位移计算的一般表达式
FNK cos
A
FP
B
R
ds Rd
BM
FR R3 2EI
()
FP=1
R
A
BQ
kFP R 2GA
()
BN
FP R 2EA
()
例4: 自学167页例5—3。 例 5 :自学171页例5—5。
小结:
位移计算的一般公式:
K (F NK* F QK* M K* )ds RK*R
GA
4GA
对于截面为矩形
CQ 3.2( h )2
CM
L
结论:对于浅梁可忽略剪切变形作用;
对于深梁和短梁,不可忽略剪切变形作用。
例 3:求图示结构B点水平位移,EI、GA、EA为常数
M P FP R sin
FQP FP cos
FNP FP sin
M K R(1 cos)
FQK sin
(b)
线弹性材料在荷载作用下的位移计算公式:
K
(
FNP F NK *
kFQP F NK *
MPM
* K
)ds
EA
GA
EI
(c)
具体结构的简化公式:
*
1、桁架
K
FNP FNK L EA
2、梁和刚架
K
M P M K* ds EI
3、组合结构 4、拱
K 梁
*
M P M K ds
*
F NP FNK L
第五章 静定结构的位移计算
§5-3 变形体虚功原理及位移计算的一般表达式 一、变形体虚功原理
位移协调状态
FP FRCR (M FQ 0 FN )ds
平衡状态 变形体虚功原理只需要满足平衡条件、位移连续条件, 而与材料特性无关。 对于刚体,由于变形等于零,内力在刚体上不做 功 ,所以,刚体虚功原理是变形体虚功原理的特例。
3位移计算一般公式
变形体虚功原理
设变形体系在力系状态作用下处于 平衡状态(力状态),又设设变形体系 由于其他原因产生符合约束条件的微小 连续变形(位移状态),则力状态的外 力在位移状态的位移上所作的虚功,恒 等于力状态的内力在位移状态的相应变 形上所作的虚功,即虚应变能。
外力虚功W=虚应变能W
力状态 (虚力状态) 两种状态 位移状态 (虚位移状态)
FP q
FP /2
FP /2
无关(虚)位移状态(虚)力状态变形体虚功方程的展开式 δWi 的计算: M
微段外力:
N
q
M dM N dN
Q ds Q dQ
微段变形可看成由如下几部分组成:
微段拉伸
ds
d ds
ds 微段剪切
微段弯曲
对于直杆体系,有:
W F ds F ds M ds
N Q
设待求的实际广义位移为Δ 与Δ对应的广义力为P。 在广义力P作用下,与之平衡的轴力、 剪力、扭矩和弯矩分别为FN 、 FQ、M。 与内力FN 、 FQ、M对应的微段实际 变形分别为εds、γds、dθ。 若结构有已知支座位移为c,与其对应 的由广义力 P 引起的支座反力为R
实际位移状态
B
FP C
虚设的力状态
P B C
Bx ?
A
εds、γds、 dθ c
FN 、 FQ、 M
A
R
外力虚功W=虚应变能W
P Rc F ds F ds M ds
N Q
虚功方程等式两边同除广义力 P ,并记 单位广义力(P/P=1)作用下,与之平衡的轴 力、剪力、扭矩和弯矩分别为FN 、 FQ、 M 。 单位广义力引起的,与已知位移对 应的反力为: FR。 则杆系结构虚功方程改写为
位移计算的一般公式(力学
曲线运动的位移公式
总结词
曲线运动中,物体的位移是运动轨迹上各点的位置坐标之和。
详细描述
在曲线运动中,物体的位移需要通过对运动轨迹上各点的位置坐标进行积分来计算。具体公式取决于曲线的形状 和运动方式。对于简单的曲线运动,如圆周运动,位移可以通过弧长和角度的函数来描述。对于更复杂的曲线运 动,可能需要使用数值积分方法来计算位移。
位移与速度的关系
总结词
位移与速度的关系是位移计算中的基础关系 ,描述了物体在一段时间内位置的变化与其 平均速度之间的关系。
详细描述
位移(S)是物体运动过程中位置的变化量 ,可以用距离和方向来表示。速度(V)是 描述物体运动快慢的物理量,等于位移与时 间的比值。在匀速直线运动中,速度保持不 变,位移与速度成正比,即S=V*t,其中t
位移是描述物体位置变化的物理 量,是运动学的基本概念之一。
位移的大小表示物体在空间中移 动的距离,方向表示物体的移动
方向。
位移的物理意义在于描述物体在 空间中的位置变化,是描述物体
运动状态的重要参数之一。
02
CATALOGUE
位移的一般公式
匀速直线运动的位移公式
总结词
匀速直线运动的速度保持不变,因此位移等于速度乘以时间 。
详细描述
在匀速直线运动中,物体的速度保持恒定,因此位移(即物 体移动的距离)可以通过速度与时间的乘积来计算。数学公 式为:$s = v times t$,其中 $s$ 表示位移,$v$ 表示速度 ,$t$ 表示时间。
匀加速直线运动的位移公式
总结词
匀加速直线运动中,物体速度逐渐增加 ,位移等于初速度、末速度、加速度和 时间的函数。
位移计算的一般公 式
目 录
静力结构的位移计算——变形体虚功原理及位移计算的一般表达式
M P FP R sin
FQP FP cos
FNP FP sin
M K R(1 cos)
FQK sin
FNK cos
A
FP
B
R
ds Rd
BM
FR R3 2EI
()
FP=1
R
A
BQ
kFP R 2GA
()
BN
FP R 2EA
()
例4: 自学167页例5—3。 例 5 :自学171页例5—5。
K
M P M K* ds EI
3、组合结构 4、拱
K 梁
*
M P M K ds
*
F NP FNK L
EI
杆
EA
K
(
MP
M
* K
FNP
FNK
*
)ds
EI
EA
作业: 5—11、5—7(a)
EA
EA
例 2:已知EI、GA为常数,求C点竖向位移
FP
A
B
C
l/2
l/2
CM
M
PM EI
K
ds
F PL3 48EI
CQ
kFQP FQK ds kFP L
GA
4GA
对于截面为矩形
CQ 3.2( h )2
CM
L
结论:对于浅梁可忽略剪切变形作用;
对于深梁和短梁,不可忽略剪切变形作用。
例 3:求图示结构B点水平位移,EI、GA、EA为常数
(5)可计算绝对位移和相对位移。
三、位移计算的一般步骤
(1)沿所求位移方向施加单位(广义)荷载; (2)由平衡条件求内力和反力; (3)根据不同的外界作用分析应变; (4)由式(b)计算。 四、单位虚荷载法的施加方法(参考教材)
速度加速度位移公式
速度加速度位移公式速度、加速度和位移是描述物体运动的基本概念。
在物理学中,速度是指物体在单位时间内移动的距离,而加速度是指物体在单位时间内速度变化的快慢。
位移则是指物体从起点到终点的距离。
1.速度的定义和计算公式速度(v)是描述物体运动快慢的物理量。
它的定义是物体在单位时间内移动的距离,可以用下面的公式计算:v=Δx/Δt其中,Δx表示物体在时间Δt内移动的距离。
2.加速度的定义和计算公式加速度(a)表示物体在单位时间内速度变化的快慢。
它的定义是速度随时间的变化率,可以使用以下公式进行计算:a=Δv/Δt其中,Δv表示物体在时间Δt内速度的变化量。
3.位移的定义和计算公式位移(s)是物体从起点到终点的距离。
位移可以表示为速度与时间的乘积:s=v*t其中,v为物体的速度,t为运动的时间。
4.匀速直线运动中的速度、加速度和位移公式在匀速直线运动中,物体的速度保持不变,加速度为零。
根据定义和公式,可以得出以下结论:速度:v=Δx/Δt=常数(匀速直线运动中)加速度:a=Δv/Δt=0(匀速直线运动中)位移:s=v*t=常数(匀速直线运动中)5.匀变速直线运动中的速度、加速度和位移公式在匀变速直线运动中,物体的加速度保持恒定,速度和位移随时间变化。
根据定义和公式,可以得出以下结论:速度:v=v0+a*t其中,v0为起始速度,a为加速度,t为时间。
加速度:a=常数(匀变速直线运动中)位移:s=v0*t+1/2*a*t^2其中,s为位移,v0为起始速度,t为时间。
这些公式和定义可以帮助我们理解和描述物体在运动中的速度、加速度和位移变化。
在实际问题中,我们可以根据已知条件使用这些公式进行计算,从而获得所需的运动信息。
一、位移计算的一般公式
FN FNP kFQ FQP MM P + + P = ∑ ∫ ds GA EI EA 轴向 M x M xP 剪切 弯曲 +∫ ds GI P
δWe =∑∫[pδu+qδv+mδθ]ds +∑ [FPxδu+FPyδv+Mδθ] i =∑∫[FNδε+FQδγ+Mxδφ +Mδθ]ds = δWi
设待求的实际广义位移为 设待求的实际广义位移为 ,与对应 位移为 对应 广义力为P. 的广义力为 . 设仅在广义力P作用下 作用下, 设仅在广义力 作用下,与之平衡的轴 剪力,扭矩和弯矩分别为F 力,剪力,扭矩和弯矩分别为 N , FQ, Mx和M. M. 虚设的力状态 FP 实际位移状态 P
P=1 A
(g)
A = ?A B P=1 源自=1(h)AB = ?
二, 荷载作用下位移计算的一般公式 在仅荷载作用时的位移计算一般公式
= ∑ ∫ (FNδε + FQδγ + Mδθ )ds
+ ∫ M xδds ∑ FRi ci
P = ∑ ∫ (FNδε P + FQδγ P + Mδθ P )ds
变形; 变形;
5. 位移种类:线位移,角位移;相对线位移 位移种类:线位移,角位移;
和相对角位移. 和相对角位移.
试确定指定广义位移对应的单位广义力. 试确定指定广义位移对应的单位广义力. A P=1
位移计算一般公式.
分析,见图 图 a) 求结构上任一点C沿指定方向K-K’上 的分位移 KP
1 KP
Md Nd Q ds Rc
求结构变形,须有平衡力系 虚功原理中,作功力系与位移可以彼此无关, 二者之一可以虚设。
见图b) 状态II 表示虚拟状态,沿K-K’方向作用 PK 1
1) 如图,若求结构上C点的竖 向位移,可在该点沿所求位 移方向加一单位力
2) 若求结构上截面A的角位移, 可在截面处加一单位力偶。
若求桁架中AB杆的角位移,
应加一单位力偶,构成这一力 偶的两个集中力的值取 1/d。 作用于杆端且垂直于杆(d等 于杆长)。
3) 若要求结构上两点(A、B)沿 其连线的相对位移,可在该
KP
M PM K EI ds
NP NK EA ds
kQPQK GA ds Rc
上式为:由虚功原理得到的计算结构位移的一般公 式 (称单位载荷法) 它可以计算结构的:线位移、角位移、结构绝对、相 对位移。 只要虚拟状态中的单位力是与所计算的位移相当应的 广义力即可。
§6-2
位移计算一般公式
1.单位荷载法 根据虚力原理的基本表达式:
为了能够计算某一结构位移Δ,我们选择的力系中只包含 一个对拟求位移Δ做虚功的相应荷载 P 。这样上式就变成:
进一步令P=1,便有:
式中, 是结构在集中单位荷载P=1作用下的支反力 和内力,它们都可以有由静力平衡条件求出。而位移则是实 际结构中的位移。 由于在假设中的力系是利用最简单的虚设力系-----单位 荷载力系,通过上式计算位移,这就是单位荷载法计算位移 的基本思路。
两点沿其连线加上两个方向
相反的单位力。
4) 若求梁或刚架上两个截面的 相对角位移,可在两个截面
静定结构的位移计算—静定结构在支座移动时的位移计算(建筑力学)
F RBx
2h
1
1
A F R c 0.06 0.04 rad 0.0075 rad
2h
l
()
静定结构的位移计算
例16-11 图示桁架各杆EA相同,支座B发生竖向位移
c=0.5cm,求c点的水平位移△CH。
解:建立虚拟状态,并计算由于水平单位力作用.5cm 0.5cm
由于实际状态中取出的微段ds的变形du=0、d=0、
dv=0 ,于是上式可简化为:
K F R c
式中F R — —虚拟状态的支座反力;
c ——实际状态的支座位移。
静定结构的位移计算
K F R c
注意:当虚设状态的反力和支座位移c方向一致时,其
乘积取正,相反时为负。另外,上式右边前面还有一负号
静定结构的位移计算
第六节 静定结构在支座移动时的位移计算
对于静定结构,支座移动并不产生内力和变形,结构的
位移纯属刚体位移
对于简单的结构,这种位移可由几何关系直接求得,但
一般的结构仍用虚功原理来计算这种位移。
静定结构的位移计算
由虚功原理推导出的位移计算的一般公式为
K F Ndu M d F Qdv F R c
,系原来移项时所得,不可漏掉。
静定结构的位移计算
例16-10 三铰刚架的跨度 l=12m,高h=8m。已知右支座B
的竖向位移为1 =0.06m(向下),水平位移为2 =0.04m(向
右),如图示,试求由此引起的A端转角 。
解 由∑MA=0得
F RBy
1
l
再考虑右半刚
架的平衡
1
由∑Mc=0得
匀减速运动计算公式
匀减速运动计算公式假设物体在起始时刻t=0的位置为s0,起始时刻的速度为v0,每个单位时间减少的速度为a,我们需要计算物体在其中一时刻t的位移s、速度v和时间t。
1.位移s的计算公式:在匀减速运动中,物体的位移s是物体速度的变化导致的位移增量的总和。
考虑到速度的变化是匀减速的,可以使用如下公式计算位移s:s=s0+v0*t+(1/2)*a*t^2其中s0是起始时刻的位置,v0是起始时刻的速度,a是减速度,t 是时间。
2.速度v的计算公式:在匀减速运动中,速度的变化满足速度随时间的线性关系,可以使用如下公式计算速度v:v=v0+a*t其中v0是起始时刻的速度,a是减速度,t是时间。
3.时间t的计算公式:在匀减速运动中,我们有时需要计算物体达到其中一位移或其中一速度所需要的时间。
使用位移公式或速度公式,我们可以求解出关于时间的方程,进而计算出时间。
-位移公式下的时间计算:s=s0+v0*t+(1/2)*a*t^2将位移s表示成关于时间的方程s(t)=s0+v0*t+(1/2)*a*t^2=0求解该二次方程即可获得时间的值。
-速度公式下的时间计算:v=v0+a*t将速度v表示成关于时间的方程v(t)=v0+a*t=v求解该一次方程即可获得时间的值。
需要注意的是,在上述公式中,时间t是正值,并且t的单位需要与位移、速度以及减速度的单位保持一致。
例如,假设有一个物体在起始时刻的位置为s0=0m,起始时刻速度为v0=10m/s,减速度为a=-2m/s^2、我们想要计算物体在匀减速运动中的位移s、速度v和时间t。
-位移s的计算:使用位移公式s=s0+v0*t+(1/2)*a*t^2代入已知数据:s=0+10t+(1/2)*(-2)t^2=0化简该方程得:t^2-5t=0。
解这个二次方程,我们得到两个解:t=0或t=5s。
由于时间t不能为0,所以物体在达到位置s=0m时的时间为t=5s。
-速度v的计算:使用速度公式v=v0+a*t代入已知数据:v=10-2*t当t=5s时,v=10-2*5=10-10=0m/s。
匀加速直线运动的位移公式(一)
匀加速直线运动的位移公式(一)匀加速直线运动的位移公式1. 什么是匀加速直线运动?匀加速直线运动是指物体在相等时间内运动的位移增量相等,并且速度发生等值变化的运动。
2. 位移公式匀加速直线运动的位移公式可以表示为:位移(s)= 初速度(v₀)* 时间(t)+ 1/2 * 加速度(a) *时间(t)²其中,初速度为运动开始时物体的速度,时间为运动持续的时间,加速度为物体运动过程中速度变化的大小。
3. 举例解释例1假设一个小车以初速度为10 m/s在匀加速下向前行驶5秒钟,加速度为2 m/s²。
我们可以使用位移公式来计算小车在这段时间内的位移。
根据位移公式,我们有:位移(s)= 初速度(10 m/s)* 时间(5 s)+ 1/2 * 加速度(2 m/s²) * 时间(5 s)²位移(s)= 10 m/s * 5 s + 1/2 * 2 m/s² * (5 s)²位移(s)= 50 m + 1/2 * 2 m/s² * 25 s²位移(s)= 50 m + 1/2 * 50 m位移(s)= 50 m + 25 m位移(s)= 75 m因此,小车在5秒钟内的位移为75米。
例2假设一个物体以初速度为0 m/s在匀加速下向上抛出,上升的时间为2秒钟,加速度为- m/s²(重力加速度)。
这里的加速度为负值,表示上抛运动时速度不断减小。
根据位移公式,我们有:位移(s)= 初速度(0 m/s)* 时间(2 s)+ 1/2 * 加速度(- m/s²) * 时间(2 s)²位移(s)= 0 m/s * 2 s + 1/2 * - m/s² * (2 s)²位移(s)= 0 m + 1/2 * - m/s² * 4 s²位移(s)= 0 m + - m/s² * 4 s²位移(s)= 0 m + - m位移(s)= - m因此,物体在上升的2秒钟内的位移为-米,表示物体抛出后的高度减小了米。
平均位移的计算公式
平均位移的计算公式在物理学中,位移是描述物体在运动过程中位置变化的概念。
而平均位移则是描述物体在一定时间内的平均位置变化量。
平均位移的计算公式可以帮助我们更好地理解物体在运动过程中的位置变化情况,从而更好地理解物体的运动规律。
平均位移的计算公式可以表示为:\[。
\bar{x} = \frac{x_f + x_i}{2}。
\]其中,\(\bar{x}\)代表平均位移,\(x_f\)代表物体的最终位置,\(x_i\)代表物体的初始位置。
在这个公式中,我们可以看到平均位移是通过物体的最终位置和初始位置的平均值来计算得出的。
这个公式的推导过程其实并不复杂,但是它却可以帮助我们更好地理解物体在运动过程中的位置变化情况。
首先,我们来看一下平均位移的概念。
平均位移是描述物体在一定时间内的平均位置变化量。
在物理学中,我们通常用位移来描述物体在运动过程中的位置变化,而平均位移则是描述物体在一定时间内的平均位置变化量。
通过计算平均位移,我们可以更好地了解物体在运动过程中的位置变化情况,从而更好地理解物体的运动规律。
接下来,我们来看一下平均位移的计算公式。
在上面的公式中,我们可以看到平均位移是通过物体的最终位置和初始位置的平均值来计算得出的。
这个公式的推导过程其实并不复杂,我们可以通过一个简单的例子来加深理解。
假设一个物体在 t 时间内从初始位置 \(x_i\) 移动到了最终位置 \(x_f\),那么它在这段时间内的位移可以表示为:\[。
x = x_f x_i。
\]这个位移表示了物体在 t 时间内的位置变化量。
而平均位移则是描述物体在这段时间内的平均位置变化量,可以表示为:\[。
\bar{x} = \frac{x_f + x_i}{2}。
\]通过这个公式,我们可以很清楚地看到,平均位移是通过物体的最终位置和初始位置的平均值来计算得出的。
这个公式的推导过程并不复杂,但是它却可以帮助我们更好地理解物体在运动过程中的位置变化情况。
匀减速运动的位移公式和速度公式
匀减速运动的位移公式和速度公式匀减速运动是指物体在运动过程中速度以恒定的速率减小的运动。
在匀减速运动中,物体的加速度是一个负值,因为它的方向与速度相反。
在这篇文章中,我们将讨论匀减速运动的位移公式和速度公式。
首先,我们来看匀减速运动的位移公式。
位移是指物体从初始位置到最终位置的距离。
在匀减速运动中,物体的位移可以通过以下公式计算:s = ut + (1/2)at^2其中,s表示位移,u表示初始速度,t表示时间,a表示加速度。
在匀减速运动中,加速度是一个负值,因此在计算位移时,加速度的值应该取负数。
这是因为加速度的方向与速度相反。
如果加速度的值为正数,那么位移的计算结果将是一个负值,这是不符合实际情况的。
接下来,我们来看匀减速运动的速度公式。
速度是指物体在单位时间内所移动的距离。
在匀减速运动中,物体的速度可以通过以下公式计算:v = u + at其中,v表示速度,u表示初始速度,t表示时间,a表示加速度。
在匀减速运动中,加速度是一个负值,因此在计算速度时,加速度的值应该取负数。
这是因为加速度的方向与速度相反。
如果加速度的值为正数,那么速度的计算结果将是一个负值,这是不符合实际情况的。
通过位移公式和速度公式,我们可以计算出匀减速运动中物体在任意时间点的位移和速度。
这些公式可以帮助我们更好地理解和描述匀减速运动的特性。
需要注意的是,位移公式和速度公式只适用于匀减速运动。
在其他类型的运动中,这些公式可能不适用。
此外,这些公式假设物体在运动过程中没有受到其他力的作用,例如摩擦力或空气阻力。
在实际情况中,这些力可能会对物体的运动产生影响,因此在具体问题中需要考虑这些因素。
总结起来,匀减速运动的位移公式和速度公式分别为s = ut +(1/2)at^2和v = u + at。
这些公式可以帮助我们计算匀减速运动中物体的位移和速度。
在使用这些公式时,需要注意加速度的方向与速度相反,因此在计算时应该取负数。
此外,这些公式只适用于匀减速运动,并且假设物体在运动过程中没有受到其他力的作用。
物体的位移公式
物体的位移公式好的,以下是为您生成的文章:在咱们的日常生活中,物体的位移可是个相当重要的概念。
从上学路上的自行车,到操场上飞出去的足球,位移无处不在。
咱先来说说位移到底是个啥。
位移啊,可不是简单地从一个地方跑到另一个地方的距离,而是起始位置到最终位置的有向线段。
这就好比你从家出发去学校,走了各种弯弯绕绕的路,位移可不是你走的那些路加起来的长度,而是从家这个起点到学校这个终点的直线距离,还得带上方向。
那位移公式是怎么来的呢?咱们就拿最简单的匀速直线运动来说吧。
假设一个物体以速度 v 沿着直线运动,经过时间 t ,那它的位移 s 就可以用公式 s = vt 来计算。
我记得有一次在公园里散步,看到一个小朋友在玩遥控车。
那小车跑得可欢快啦,小朋友一会儿让它向前,一会儿又让它拐弯。
我就在想,如果这小车一直沿着直线匀速跑,根据位移公式就能算出它在一段时间内跑了多远。
这小朋友玩得特别投入,眼睛紧紧盯着小车,嘴里还不停地喊着“冲啊,冲啊”。
我看着都觉得有趣,也更深刻地体会到了位移公式在这种简单场景中的应用。
再复杂一点,如果是匀变速直线运动,位移公式就变成了 s = v₀t + 1/2at²。
这里的 v₀是初速度, a 是加速度。
比如说一辆汽车从静止开始加速行驶,知道了加速度和行驶的时间,就能用这个公式算出它的位移。
想象一下,在赛车场上,一辆炫酷的赛车瞬间启动,发动机轰鸣,轮胎与地面摩擦发出刺耳的声音。
车手全神贯注,紧握着方向盘,随着速度的不断提升,位移也在不断增加。
而我们通过这个位移公式,就能精确地算出赛车在每一个瞬间的位置变化。
要是遇到更复杂的运动,比如曲线运动,虽然不能直接用这些简单的位移公式,但可以把曲线分成很多小段,每一小段近似看作直线运动,然后再进行计算。
总之,物体的位移公式虽然看起来简单,但在解决实际问题的时候可太有用啦。
无论是计算飞机的飞行轨迹,还是估算运动员跑步的距离,都离不开这些公式。
汽车位移知识点总结
汽车位移知识点总结一、汽车位移的基本概念汽车位移是指汽车在一定时间内所走的路程,通常用公里来表示。
汽车在地面上行驶,会产生位移,而位移是一个向量量,具有方向和大小两个重要的量。
二、汽车位移的计算方法汽车位移的计算方法通常可以采用以下几种方式:1. 速度乘以时间法汽车的位移可以通过速度乘以时间来计算,公式为:位移=速度×时间。
这种方法一般适用于速度恒定的情况。
2. 积分法在物理学中,根据速度函数,可以使用积分法求位移,公式为:位移=∫v(t)dt,其中v(t)表示汽车在时间t的速度。
3. 加速度、速度和时间之间的关系如果汽车的速度是变化的,可以根据加速度、速度和时间的关系来计算位移。
根据公式:位移=初速度×时间+1/2×加速度×时间^2,可以计算出汽车的位移。
4. 位移计数器在现代汽车中,一般会使用车载定位系统(GPS)来测量汽车的位移,这种方式是最准确的一种计算方法。
三、位移和路程的区别虽然位移和路程都是表示汽车行驶的距离,但它们并不是同一个概念。
路程是汽车行驶的实际路径长度,而位移则是汽车起点到终点的直线距离,具有方向性。
在直线运动的情况下,位移等于路程;但在曲线运动的情况下,位移与路程是不相等的。
四、汽车位移的影响因素汽车位移的大小受多种因素影响,主要包括以下几个方面:1. 路线选择:路线的选择会影响汽车的位移,例如选择一条更为直达的路线,可以减少汽车的位移距离。
2. 交通状况:道路的交通情况会对汽车的位移产生影响,交通拥堵会延长汽车的位移时间。
3. 驾驶员操作:驾驶员的驾驶水平和操作习惯会直接影响汽车的位移,合理的驾驶操作可以缩短位移距离。
4. 汽车性能:汽车的性能对位移也有一定的影响,车辆的动力性能、油耗程度以及行车稳定性等都会影响汽车的位移情况。
五、汽车位移的应用汽车位移在日常生活中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:1. 汽车导航系统:现代汽车上配备了导航系统,可以根据位移信息提供路线导航和行车建议。
建筑工程技术专业《14-2位移计算的一般公式》
4
ppt4
使用虚功原理计算结构位移之前,我们必须明确结构的两个状态:位移状态和受力状态。位移状态是指结构在某种因素〔荷载、温度变化、支座位移等〕作用下产生位移的时刻所处的状态。这是目前结构所处的真实的变形状态,因此也称为实际状态。位移状态下,结构的变形主要包括两个方面,一个是支座的位移,包括支座的水平位移、竖向位移和角位移。另一个是结构微元体变形,包括微元体的轴向变形du、切向变形γds、转角Φ。
如下图,假设要计算结构上,A点处的竖向线位移,我们只需要在结构上的A点出加上一个竖向的单位集中力P=1即可作为该位移计算的虚拟状态。
如右图,如果要计算A截面的角位移,只需要在原结构上的A点处添加上一个单位力偶M=1即可作为虚拟状态。
老师原声
6
如果需要求解两点之间的相对线位移,那么需要在这两个点上加上一对沿两点连线方向,指向相反的单位集中力作为虚拟状态。
与之类似,要求解两个截面之间的相对角位移,就需要在这两个截面处加上一对转向相反的单位力偶,作为虚拟状态。
虚拟状态中,由单位荷载引起的结构约束反力分别表示为:;内力分别表示为:
结构位移计算的根本原理是:假设结构原来在虚拟状态下保持平衡,然后受到某种因素,可能是荷载、也可能是温度变化,或者是支座位移,总之,结构在某个或几个因素作用下发生了位移。那么根据虚功原理,虚拟状态中的所有外力和内力都在这个位移上做了虚功,且外力虚功总和等于内力虚功。而外力包括外荷载和约束反力,内力包括弯矩、剪力和轴力。所以外力虚功包括外荷载虚功和约束反力虚功,内力虚功包括弯矩虚功、剪力虚功和轴力虚功。他们各自等于各力乘以对应的位移。
老师原声
全文加字幕
3
PPT3
虚功原理是结构位移计算的根底。所谓虚功是相对于我们中学所学的功的概念而言的。中学物理中,力使物体产生位移,力在该位移上做功,我们称之为实功。虚功中,力同样在位移上做功,但这个位移不是由该所力引起,而是由其它因素,可能是荷载因素,也可能是温度变化因素,还有可能是支座位移因素所引起的。根据虚功原理,当结构处于平衡时,结构上所有外力虚功总和应该等于所有内力虚功总和。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
位移计算的一般公式
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
位移计算的一般公式
(一)位移计算的一般公式
利用虚功原理求结构位移需要两个状态:实际位移状态
和虚设力状态。
要求的位移是由给定的荷载、温度变化和材料胀缩、支座移动和制造误差等因素引起的,以此作为结构的实际位移
状态;再虚设一个恰当的力状态,即在所求位移处沿所求位移方向加相应的单位荷载,让虚设力在实际位移上作功,利用虚功
方程即可求得所求位移。
这种计算位移的方法称为单位荷载法。
利用单位荷载法,由虚功方程(1-3)可得平面杆件结构位移计
算的一般公式
(1-4) 式中:和、、——虚设单位荷载引起的支座反力和微段上的内力;
和、、——实际位移状态中支座位移和微段上的变形。
公式(1-4)适合静定结构和超静定结构、弹性体系和非弹性体系在各种因素下产生的位移计算。
【注意】采用单位荷载法求结构位移,应注意以下几点:(1)每假设一个虚拟状态,只能求出一个未知位移;
(2)所加的单位荷载应与所求位移相对应;
(3)虚设单位荷载的指向可以任意假定,结果为正,说明所假设单位荷载方向与实际位移方向相同;结果为负,则说明与实际位移相反。
(二)荷载作用下的位移计算公式
计算荷载作用下的位移时,式(1-4)中的应变、、0是由荷载引起的,可按下列顺序求出:
荷载——内力——应力——应变
下面列出在荷载作用下,静定结构的单位位移的具体计算步骤:
(1)根据荷载情况,求出结构各截面的弯矩、剪力、轴力。
(2)根据内力,求出相应的弯曲、拉伸和剪切应变:
(1-5a)
(1-5b)
(1-5c)
式中:E和G分别为材料的弹性模量和剪切弹性模量:A和I分别是杆件截面的面积和惯性矩。
EI、GA、EA分别是杆件截面的抗弯、抗剪、抗拉刚度;是剪应力分布不均匀系数。
(3)将式(1-5)代入式(1-4),即得到在荷载作用下的位移计算公式
(1-6)须指出:上式(1-6)只适用于线弹性平面杆系结构。
关于内力的正负号可规定如下:
●轴力——以拉力为正;
●剪力——使微段顺时针转动者为正;
●弯矩——只规定乘积的正负号。
当与
使杆件同侧纤维受拉时,其乘积取正值。
按照保留主要影响忽略次要影响的原则,从式(1-6)可以得到各类特殊结构形式相应的简化公式。
(1)梁和刚架
位移主要是弯矩引起的,轴力和剪力的影响较小,因此位移公式可简化为:
(1-7)
(2)桁架
各杆只受轴力,而且每根杆的截面面积A以及轴力和沿杆长一般都是常数,因此位移公式可简化为:
(1-8)
(3)桁梁组合结构
梁式杆件主要受弯曲,桁式杆件只受轴力,故位移公式可简化为:
(1-9)(4)拱
对于扁平拱,其位移公式为:
(1-10a)对于一般实体拱,其位移公式为:
(1-10b)
(三)支座移动引起的位移计算公式
(1-11)
当与相应支座位移c方向一致时,其乘积取正号,反之取负号。
(四)温度改变引起的位移计算公式
(1-12)式中为材料的线膨胀系数;h为杆件截面高度;为杆件轴
线处温度改变值;为杆件两侧温度改变的差值。
对于等截面直杆,当、、在一根杆件范围内为常数时,式(1-12)可改写成下列形式:
(1-13)式中、分别为图和图的面积。
当实际温度变形与虚拟状态的变形一致时,其乘积为正,反之为负。
即如以升高为正,则以拉力正;如取绝对值,则使高温面受拉的M为正,即高温侧的为正。
(五)静定桁架由于制造误差引起的位移计算公式
(1-14)
式中为杆件的制造误差,规定伸长为正,缩短为负;规定拉力为正,压力为负。