工程力学：第六章弯曲变形b
专升本工程力学第6章 杆件的内力分析.
29
机电工程学院
2018/12/8
6.3.2 剪力和弯矩
【例6.3】求简支梁横截面1-1、2-2、3-3上的剪力和弯矩。
30
机电工程学院
2018/12/8
6.3.2 剪力和弯矩
解 （1）求支座反力。由梁的平衡方程，求得支座反力为
FA=FB=10kN
（2）求横截面1-1上的剪力和弯矩。假想地沿横截面1-1把梁
2018/12/8
6.3 杆件弯曲时的内力分析
6.3.1 平面弯曲的概念 6.3.2 剪力和弯矩
6.3.3 剪力图和弯矩图
26
机电工程学院
2018/12/8
6.3.2 剪力和弯矩
以悬臂梁为例，其上作用有载荷F，由平衡方程可求出固定端
B处的支座反力为FB=F，MB=Fl。
27
机电工程学院
2018/12/8
（3）求横截面2-2上的剪力和弯矩。假想地沿横截面2-2把梁截
成两段，取左段为研究对象，列出平衡方程
F
y
0, FA F1 FS2 0
FS2 FA F1 0
D
M
0, M2 FA (4m) F1 (2m) 0
M 2 FA (4m) F1 (2m) 20kN m
16
机电工程学院
2018/12/8
6.2.2 扭矩与扭矩图
解 （1）计算外力偶矩。作用于各轮上的外力偶矩分别为
PA M eA 9549 4.46kN m n PB M eB 9549 1.91kN m n PC M eC M eD 9549 1.27kN m n
T2 M eA M eB 2.55kN m T3 M eD 1.27kN m
工程力学习题答案6廖明成
工程力学习题答案6廖明成第六章 杆类构件的内力分析习 题6.1 试求图示结构1-1和2-2截面上的内力，指出AB 和CD 两杆的变形属于哪类基本变形，并说明依据。
（a ）（b ）题6.1图解：（a ）应用截面法：对题的图取截面2-2以下部分为研究对象，受力图如图一所示：BM图一图二由平衡条件得：0,AM=∑6320N F ⨯-⨯=解得：NF =9KNCD 杆的变形属于拉伸变形。
应用截面法，取题所示截面1-1以右及2-2以下部分作为研究对象，其受力图如图二所示，由平衡条件有： 0,OM =∑ 6210NF M ⨯-⨯-= （1）0,yF =∑ 60NSF F --=（2）将NF =9KN 代入（1）-（2）式，得：M=3 kN·mSF =3 KNAB 杆属于弯曲变形。
（b ）应用截面法 ，取1-1以上部分作为研究对象，受力图如图三所示，由平衡条件有：0,Fx =∑20NF -=图三F NMNF =2KN0,DM =∑ 210M -⨯=M=2KNAB 杆属于弯曲变形6.2 求图示结构中拉杆AB 的轴力。
设由AB 连接的1和2两部分均为刚体。
题6.2图解：首先根据刚体系的平衡条件，求出AB杆的内力。
刚体1的受力图如图一所示D图一 图二平衡条件为：0,CM=∑104840D N F F ⨯-⨯-⨯=（1）刚体2受力图如图二所示，平衡条件为：0,EM =∑ 240NDF F ⨯-⨯=（2）解以上两式有AB 杆内的轴力为：NF =5KN6.3 试求图示各杆件1-1、2-2和3-3截面上的轴力，并做轴力图。
（a ）C（b ）（c ）（d ）题6.3图解：（a ） 如图所示，解除约束，代之以约束反力，做受力图，如图1a 所示。
利用静力平衡条件，确定约束反力的大小和方向，并标示在图1a 中，作杆左端面的外法线n ，将受力图中各力标以正负号，轴力图是平行于杆轴线的直线，轴力图线在有轴向力作用处要发生突变，突变量等于该处总用力的数值，对于正的外力，轴力图向上突变，对于负的外力，轴力图向下突变，轴力图如2a 所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =-2KN2N F =-8KN ，（a ）nkN(a 1)(2)C（b ）CBkNb 1）（b 2）（（b ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1b ）（2b ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =4KN 2N F =6KN（c ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1c ）（2c ）所示，截面1，截面2和截面3上的轴力分别为1N F =3F 2N F =4F ，3NF =4FB C（c ）4F（c 1）（c 2）（d）A D（d 1）（d 2）（d ）解题步骤和（a ）相同，杆的受力图和轴力图如（1d ）（2d ）所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =2KN 2N F =2KN6.4 求图示各轴1-1、2-2截面上的扭矩，并做各轴的扭矩图。
工程力学：弯曲变形 习题与答案
一、单选题1、研究梁的变形的目的是（）。
A.进行梁的正应力计算B.进行梁的刚度计算C.进行梁的稳定性计算D.进行梁的剪应力计算正确答案：B2、图示圆截面悬臂梁，若直径d增大1倍(其它条件不变)，则梁的最大正应力、最大挠度分别降至原来的（）。
A.1/2 1/4B.1/4 1/8C.1/8 1/8D.1/8 1/16正确答案：D3、下面关于梁、挠度和转角的讨论中，正确的结论是（）。
A.挠度最大的截面转角为零B.挠度最大的截面转角最大C.转角为零的截面挠度最大D.挠度的一阶导数等于转角正确答案：D4、已知两悬臂梁的抗弯截面刚度EI相同，长度分别为l和2l，在自由端各作用F1和F2，若二者自由端的挠度相等，则F1/F2=（）。
A.2B.4C.6D.8正确答案：D5、梁上弯矩为零处（）。
A.梁的转角一定为零B.梁的挠度一定为零C.挠度一定为零，转角不一定为零D.梁的挠曲线的曲率一定为零正确答案：D6、已知等直梁在某段上的挠曲轴方程w(x)=–Cx4，C为常量，则在该段梁上（）。
A.分布载荷是x的一次函数B.分布载荷是x的二次函数C.无分布载荷作用D.有均匀分布载荷作用正确答案：D7、在等直梁弯曲变形中，挠曲线曲率最大值发生在（）。
A.剪力最大处B.转角最大处C.弯矩最大处D.挠度最大处正确答案：C8、材料相同的（a）悬臂梁和（b）悬臂梁，长度也相同，在自由端各作用2P和P，截面形状分别是b（宽）×2b（高）、b×b。
关于它们的最大挠度正确的是（）。
A.（a）梁最大挠度是（b）梁的1/4倍B.（a）梁最大挠度是（b）梁的1/2倍C.（a）梁最大挠度与（b）梁的相等D.（a）梁最大挠度是（b）梁的2倍正确答案：A9、已知简支梁的EI为常数，在梁的左端和右端分别作用一力偶m1和m2今欲使梁的挠曲线在x=l/3处出现一拐点，则比值m1/m2为（）。
A.2B.3C.1/2D.1/3正确答案：C10、两根梁尺寸，受力和支承情况完全相同，但材料不同，弹性模量分别为E1和E2，且E1=7E2，则两根梁的挠度之比y1/y2为（）。
工程力学第六章 弯曲变形
荷情况有关，而且还与梁的材料、截面尺寸、形
状和梁的跨度有关。所以，要想提高弯曲刚度，
就应从上述各种因素入手。
一、增大梁的抗弯刚度EI 二、减小跨度或增加支承 三、改变加载方式 48EI
作 业
1、2、4（a、e)
§6-3 用叠加法计算梁的变形 梁的刚度计算
一、用叠加法计算梁的变形
在材料服从胡克定律、且变形很小的前提下, 载荷与它所引起的变形成线性关系。 当梁上同时作用几个载荷时，各个载荷所引 起的变形是各自独立的，互不影响。若计算几个 载荷共同作用下在某截面上引起的变形，则可分 别计算各个载荷单独作用下的变形，然后叠加。
例： 梁AB，横截面为边长为a的正方形，
弹性模量为E1；杆BC，横截面为直径为d的圆 形，弹性模量为E2。试求BC杆的伸长及AB梁 中点的挠度。
例：用叠加法求图示梁B端的挠度和转角。
解：
二、梁的刚度计算
刚度条件：
max [ ] max [ ]
[w]、[θ]是构件的许可挠度和转角，它们决定
q
B
x
l
由边界条件： x 0时， 0 x l时， 0
ql 3 , D0 得： C 24
梁的转角方程和挠曲线方程分别为：
y
q 2 3 3 (6lx 4 x l ) 24 EI
q
B
x
l
A qx (2lx 2 x 3 l 3 ) 24 EI
ql 3 24 EI
l 2
x
P AC 解： 段：M ( x ) x 2 y P EI " x 2 A P 2 EI ' x C x 4 l 2 P 3 EI x Cx D 12
梁的弯曲(工程力学课件)
02 弯曲的内力—弯矩与剪力
3-3截面
M 3 q 2a a 2qa 2
4-4截面
qa 2
5qa 2
2
M 4 FB 2a M C
3qa
2
2
5-5截面
qa 2
M 5 FB 2a
2
02 弯曲的内力—弯矩与剪力
由以上计算结果可以看出：
（1）集中力作用处的两侧临近截面的弯矩相同，剪力不同，说明剪力在
后逐段画出梁的剪力图和弯矩图。
04 弯矩、剪力与载荷集度之间的关系
例8 悬臂梁AB只在自由端受集中力F作用，如图（a）所示，
试作梁的剪力图和弯矩图。
解：
1-1截面： Q1＝-F M1＝0
2-2截面： Q1＝-F M1＝－Fl
04 弯矩、剪力与载荷集度之间的关系
例9 简支梁AB在C点处受集中力F作用，如图（a）所示，作此梁的剪力
（2）建立剪力方程和弯矩方程；
（3）应用函数作图法画出剪力Q（x），弯矩M（x）的图线，即为剪力
图和弯矩图
03 弯矩图和剪力图
例9.3 悬臂梁AB在自由端B处受集中载荷F作用，如图（a）所示，试作
其剪力图和弯矩图。
解 ：（1）建立剪力方程和弯矩方程
() = ( < < )
() = −( − ) ( ≤ ≤ )
方程和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。
解：（1）求支反力
（2）建立剪力方程和弯矩方程
03 弯矩图和剪力图
（3）绘制剪力图、弯矩图
计算下列5个截面的弯矩值：
03 弯矩图和剪力图
二、用简便方法画剪力图、弯矩图 (从梁的左端做起)
1.无载荷作用的梁段上 剪力图为水平线。 弯矩图为斜直线（两点式画图）。
工程力学c材料力学部分第六章 弯曲变形
A l/2
C l
B
解：此梁上的荷载可视为 正对称和反对称荷载的叠加， 正对称和反对称荷载的叠加， 如图所示。 如图所示。 正对称荷载作用下：
q/2
5(q / 2)l 4 5ql 4 wC1 = − =− 384 EI 768 EI
B
(q / 2)l 3 ql 3 θ A1 = −θ B1 = =− 24 EI 48EI
w P A a D
a
A C a H a B
EI
Pl 3 wB = − 3 EI
P
B
l
Pl 2 θB = − 2 EI
P A a 2a 2a C B
P/2
P/2 B
P/2
=
A
+
P/2
力分解为关于中截面的对称和反对称力( )之和的形式。 解：将P力分解为关于中截面的对称和反对称力(P/2)之和的形式。 力分解为关于中截面的对称和反对称力 显然，在反对称力( / )作用下， 显然，在反对称力(P/2)作用下，wc=0 对称力作用的简支梁， 对称力作用的简支梁，可以等效为悬臂梁受到两个力的作用 的问题。 的问题。
wA=0 θA=0
B
②、变形连续条件 变形连续条件： 连续条件
P A C θC左 wC左= wC右， =θ C右 B
的悬臂梁， 例1：图示一弯曲刚度为 的悬臂梁，在自由端受一集中力 作 ：图示一弯曲刚度为EI的悬臂梁 在自由端受一集中力F 试求梁的挠曲线方程，并求最大挠度及最大转角。 用，试求梁的挠曲线方程，并求最大挠度及最大转角。 解：① 建立坐标系并写出弯矩方程 ①
在小变形情况下， 曲线弯曲平缓， 在小变形情况下，挠曲线弯曲平缓，
∴ w′ ≪ 1
2
《工程力学》第六章 压杆的稳定性计算
x
Fcr
图示两端铰支（球铰）的细长压杆，当压力
B
F达到临界力FCr时，压杆在FCr作用下处于
微弯的平衡状态，
考察微弯状态下局部压杆的平衡
M (x) Fcr w
d 2w dx2
M (x) EI
d 2w Fcr w
w
dx2
EI
x
FCr
M
w
x
根据杆端边界条件，求解上述微分方程 可得两端铰支细长压杆的临界力
FCr
2EI (l)2
Cr
FCr A
Cr
FCr A
2EI (l)2 A
2E (l / i)2
2E 2
Cr
2E 2
——临界应力的欧拉公式
柔度（长细比）： L
i
i I A
——截面对失稳时转动
轴的惯性半径。
——表示压杆的长度、横截面形状和尺寸、杆端的约束 情况对压杆稳定性的综合影响。
200
2.中柔度杆（中长压杆）及其临界应力
工程实际中常见压杆的柔度往往小于p，其临界应力超过材料的
比例极限，属于非弹性稳定问题。这类压杆的临界应力通常采用直线 经验公式计算， 即
Cr a b ——直线型经验公式
式中，a、b为与材料有关的常数，单位为MPa。
由于当应力达到压缩极限应力时，压杆已因强度问题而失效，因此
12 h
1 2300 60
12 133
在xz平面内，压杆两端为固定端，=0.5，则
iy
Iy A
b 12
y
l
iy
l 12
b
0.5 2300 40
12 100
因为 z＞y，连杆将在xy平面内失稳（绕z轴弯曲），因 此应按 =z=133计算连杆的临界应力。
工程力学习题库-弯曲变形
第8章 弯曲变形本章要点【概念】平面弯曲，剪力、弯矩符号规定，纯弯曲，中性轴，曲率，挠度，转角。
剪力、弯矩与荷载集度的关系；弯曲正应力的适用条件；提高梁的弯曲强度的措施；运用叠加法求弯曲变形的前提条件；截面上正应力分布规律、切应力分布规律。
【公式】 1. 弯曲正应力 变形几何关系：yερ=物理关系：Ey σρ=静力关系：0N AF dA σ==⎰，0y AM z dA σ==⎰，2zz AAEI EM y dA y dA σρρ===⎰⎰中性层曲率：1MEIρ=弯曲正应力应力：，My Iσ=，max max z M W σ=弯曲变形的正应力强度条件：[]maxmax zM W σσ=≤ 2. 弯曲切应力矩形截面梁弯曲切应力：bI S F y z z S ⋅⋅=*)(τ，A F bh F S S 2323max ==τ工字形梁弯曲切应力：dI S F y z z S ⋅⋅=*)(τ，A F dh F S S ==max τ圆形截面梁弯曲切应力：bI S F y z z S ⋅⋅=*)(τ，A F S 34max =τ弯曲切应力强度条件：[]ττ≤max3. 梁的弯曲变形梁的挠曲线近似微分方程：()''EIw M x =-梁的转角方程：1()dwM x dx C dx EIθ==-+⎰ 梁的挠度方程：12()Z M x w dx dx C x C EI ⎛⎫=-++ ⎪⎝⎭⎰⎰ 练习题一. 单选题1、 建立平面弯曲正应力公式zI My /=σ,需要考虑的关系有（）。
查看答案A 、平衡关系,物理关系，变形几何关系B 、变形几何关系，物理关系，静力关系；C 、变形几何关系，平衡关系，静力关系D 、平衡关系, 物理关系，静力关系；2、 利用积分法求梁的变形，不需要用到下面那类条件（）来确定积分常数。
查看答案A 、平衡条件B 、边界条件C 、连续性条件D 、光滑性条件3、 在图1悬臂梁的AC 段上，各个截面上的（）。
工程力学A(1)材料力学概念题
第一章是非判断题1-1材料力学是研究构件承载能力的一门学科。
( )1-2材料力学的任务是尽可能使构件安全地工作。
( )1-3材料力学主要研究弹性范围内的小变形情况。
( )1-4因为构件是变形固体，在研究构件的平衡时，应按变形后的尺寸进行计算。
( )1-5外力就是构件所承受的载荷。
( )1-6材料力学研究的内力是构件各部分间的相互作用力。
( )1-7用截面法求内力时，可以保留截开后构件的任一部分进行平衡计算。
( )1-8压强是构件表面的正应力。
( )1-9应力是横截面上的平均内力。
( )1-10材料力学只研究因构件变形引起的位移。
( )1-11线应变是构件中单位长度的变形量。
( )1-12构件内一点处各方向线应变均相等。
( )1-13切应变是变形后构件中任意两根微线段夹角角度的变化量。
( )1-14材料力学只限于研究等截面直杆。
( )1-15杆件的基本变形只是拉(压)、剪、扭和弯四种，如果还有另一种变形，必定是这四种变形的某种组合。
( )答案：1-1 √1-2 ×1-3 √1-4 ×1-5 ×1-6 ×1-7 √1-8 ×1-9 ×1-10 √1-11 ×1-12 ×1-13 ×1-14 ×1-15 √第二章1 是非判断题2-1使杆件产生轴向拉压变形的外力必须是一对沿杆轴线的集中力。
( )2-2拉杆伸长后，横向会缩短，这是因为杆有横向应力存在。
( )2-3虎克定律适用于弹性变形范围内。
( )2-4材料的延伸率与试件的尺寸有关。
( )2-5 只有超静定结构才可能有装配应力和温度应力。
( )2填空题2-6承受轴向拉压的杆件，只有在( )长度范围内变形才是均匀的。
2-7根据强度条σ≤[σ]可以进行( )三个方面的强度计算。
2-8低碳钢材料由于冷作硬化，会使( )提高，而使( )降低。
2-9铸铁试件的压缩破坏和( )应力有关。
工程力学弯曲变形
三、挠度与转角的关系
tan dw , arctan(dw)
dx
dx
在小变形下 tan dw w' (x)
dx
§12-2 挠曲轴近似微分方程
纯弯曲：
1M
EI
非纯弯曲：
1 M (x)
(x) EI
（略去剪力对梁变形的影响）
由高数知识可知，平面曲线 w w(x) 上任一点的曲率为
d2w
EI
d2w2 dx 2
bF l
x F(x a)
转角方程
EI1( x)
bF 2l
x2
C1
挠曲轴方程
EI2( x)
bF 2l
x2
F 2
(x
a)2
C2
EIw1( x)
bF 6l
x3
C1 x
D1
EIw2( x)
bF 6l
x3
F 6
( x a)3
C2x
D2
⑶ 确定积分常数
EIw1 (0)
叠加法：梁在若干载荷作用下的弯曲变形等于各载荷单独作用下 的弯曲变形之叠加。
应用前提：（1）线弹性范围内的小变形； （2）内力、应力和变形与载荷成线性关系。
工 具：附录D 注 意：
（1）当载荷方向与表中载荷方向相反时，则变形要变号； （2）转角函数可由挠度函数微分一次得到。
例：图示简支梁，同时承受均布载荷q和集中载荷F作用，试用 叠加法计算截面C的挠度。设梁的弯曲刚度EI为常值。
1 EI
[ bF 2l
x2
F 2
( x a)2
Fb (b2 6l
l 2 )]
挠曲轴方程
w2( x)
1 EI
[ bF 6l
工程力学2第六章 弯曲变形
§6-4 用叠加法求弯曲变形
设梁上有n 个载荷同时作用，任意截面上的弯矩 为M(x)，转角为 ，挠度为y，则有：
d2y EI 2 EIy'' M ( x ) dx n
由弯矩的叠加原理知： 所以， 即，
§6–3 用积分法求弯曲变形 （Beam deflection by integration )
一、微分方程的积分 （Integrating the differential equation )
M ( x) w EI
若为等截面直梁, 其抗弯刚度EI为一常量上式可改写成
EIw M ( x )
代入求解，得
1 Fb 3 C1 C 2 Fbl 6 6l D1 D2 0
FAy x1
ymax
x2
a
b
目录
§6-3 用积分法求弯曲变形
5）确定转角方程和挠度方程
AC 段： 0 x1 a
Fb 2 Fb 2 EI 1 x1 (l b2 ) 2l 6l
Fb 3 Fb 2 EIy1 x1 ( l b 2 ) x1 6l 6l
转角
4、挠度与转角的关系 （ Relationship between deflection and slope)： w
A
tg w ' w '( x )
B
x
C C'
转角
w挠度
挠曲线
B
5、挠度和转角符号的规定
（Sign convention for deflection and slope) 挠度 向上为正,向下为负. 转角 自x 转至切线方向,逆时针转为正,顺时针转为负. w
《工程力学》单选题题库(二)及答案(共3套)
《工程力学》题库单选题（二）及答案1、拉伸过程中杆件表面出现滑移线，是因为（）。
A、 45度方向切应力最大B、 30度方向切应力最大C、横截面正应力最大D、纵向截面切应力最大正确答案： A2、弯曲变形内力有剪力和弯矩，F作用处剪力图不变，弯矩图发生（）。
A、突变B、转折C、不变正确答案： B3、以上四步是轴类零件未知力的求解步骤，其中拆画平面受力图这步坚持（）原则。
A、相互平行的力放在一个平面受力图中B、矩放在一个平面受力图中C、只要是同一作用面的力和矩就放在同一个平面受力图中正确答案： C4、图中跷跷板受力发生（）变形。
A、旋转B、扭转C、弯曲D、拉伸正确答案： C5、如图所示，猎人非法猎猴，用两根轻绳将猴子悬于空中，猴子处于静止状态，以下说法正确的是（）。
A、猴子受到三个力作用B、绳拉猴子的力和猴子拉绳的力相互平衡C、地球对猴子有引力，猴子对地球没有引力D、人将绳子拉得越紧，猴子受到的合力越大正确答案： A6、下列曲柄滑块机构中，先画（）的受力图。
A、 AO杆B、 AB杆C、滑块正确答案： B7、物体作匀速运动时合力（）。
A、不一定为零B、一定为零C、一定不为零D、不确定正确答案： A8、图中哪个力对O点的力矩为正？（）A、B、正确答案： A9、梁发生平面弯曲时，其横截面绕（）旋转。
A、梁的轴线B、中性轴C、截面的对称轴D、截面的上（或下）边缘正确答案： B10、剪切变形受力特点是构件受到的两个力，大小相等，方向相反，作用线（）。
A、平行B、垂直C、平行，而且相距很近。
正确答案： C11、图中A点受到的力系是（）。
A、空间汇交力系B、空间平行力系C、空间任意力系正确答案： A12、（）弯曲变形内力有剪力和弯矩，上图简支梁中3-3截面弯矩和（）截面相同。
A、 1-1B、 2-2C、 3-3D、 4-4正确答案： B13、光滑墙角处于平衡状态的小球受到（）个光滑面约束。
A、 1B、 2正确答案： A14、车刀车削工件时车刀发生（（））。
工程力学智慧树知到答案章节测试2023年长春工程学院
绪论单元测试1.力学是研究物体宏观机械运动的学科。
（）A:错B:对答案:B2.构件是组成结构的元件。
（）A:错B:对答案:B3.构件在外力作用下丧失正常功能的现象称为失效，简称破环。
（）A:错B:对答案:B4.工程力学的失效分为（）。
A:刚度失效B:偶然失效C:稳定性失效D:强度失效答案:ACD5.工程力学求解问题的方法有理论解析法、模型实验法、数值模拟法。
（）A:错B:对答案:B第一章测试1.力的可传性公理只适用于刚体。
A:错B:对答案:B2.物体受到汇交于一点的三个力作用，则此物体处于平衡状态。
A:对B:错答案:B3.关于二力构件，下述说法正确的是（）。
A:只在两点受力作用且平衡的构件是二力构件B:只受两个力作用的构件是二力构件C:除受重力外，还受两个力作用且平衡的构件是二力构件D:二力构件只能是直杆答案:A4.三力平衡汇交定理是（）。
A:三力汇交于一点，则这三个力必互相平衡。
B:共面三力若平衡，必汇交于一点C:共面不平行的三个力若平衡必汇交于一点答案:C5.加减平衡力系公理适用于（）。
A:刚体和变形体B:刚体C:变形体答案:B第二章测试1.下列说法中，哪个说法正确（）。
A:力偶矩与矩心位置无关B:力偶由力组成，可以与一个力等效C:力作用点离矩心越远，则该力的力矩越大D:力越大，则力的投影越大答案:A2.关于力对点之矩的说法，( )是错误的。
A:力对点之矩与力的大小有关，而与力的方向无关B:互相平衡的两个力，对同一点之矩的代数和等于零C:力的数值为零、或力的作用线通过矩心时，力矩均为零D:力对点之矩不会因为力矢沿其作用线移动而改变答案:A3.已知某平面一般力系与一平面力偶系等效，则此平面一般力系向平面内任一点简化的结果应是一个力偶。
A:对B:错答案:A4.力与轴平行时，力对该轴的矩等于零。
A:对B:错答案:A5.空间力偶矩是（）。
A:滑动矢量B:定位矢量C:代数量D:自由矢量答案:D第三章测试1.摩擦角等于静滑动因数的正切值。
工程力学课后习题答案第六章 杆类构件的内力分析
第六章 杆类构件的内力分析6.1。
（a ）（b ）题6.1图解：（a ）应用截面法：对题的图取截面2-2以下部分为研究对象，受力图如图一所示：BM图一图二由平衡条件得：0,AM=∑6320N F ⨯-⨯=解得： N F =9KN CD 杆的变形属于拉伸变形。
应用截面法，取题所示截面1-1以右及2-2以下部分作为研究对象，其受力图如图二所示，由平衡条件有：0,OM=∑6210N F M ⨯-⨯-=（1）0,yF=∑60N S F F --=（2）将N F =9KN 代入（1）-（2）式，得： M =3 kN·m S F =3 KN AB 杆属于弯曲变形。
（b ）应用截面法 ，取1-1以上部分作为研究对象，受力图如图三所示，由平衡条件有：0,Fx =∑20NF-=图三MNF =2KN0,DM=∑210M -⨯= M =2KNAB 杆属于弯曲变形 6.2题6.2图解：首先根据刚体系的平衡条件，求出AB 杆的内力。
刚体1的受力图如图一所示D2m图一图二平衡条件为：0,CM=∑104840D N F F ⨯-⨯-⨯=（1） 刚体2受力图如图二所示，平衡条件为：0,EM=∑240N D F F ⨯-⨯= （2）解以上两式有AB 杆内的轴力为：N F =5KN6.3（a ）（c ）题6.3图解：（a ） 如图所示，解除约束，代之以约束反力，做受力图，如图1a 所示。
利用静力平衡条件，确定约束反力的大小和方向，并标示在图1a 中，作杆左端面的外法线n ，将受力图中各力标以正负号，轴力图是平行于杆轴线的直线，轴力图线在有轴向力作用处要发生突变，突变量等于该处总用力的数值，对于正的外力，轴力图向上突变，对于负的外力，轴力图向下突变，轴力图如2a 所示，截面1和截面2上的轴力分别为1N F =-2KN 2N F =-8KN ，n （b 2 （面N F题6.4图解（a ）如图所示，分别沿1-1，2-2截面将杆截开，受力图如1a 所示，用右手螺旋法则，并用平衡条件可分别求得：1T =16 kN·m 2T =-20 kN·m ，根据杆各段扭矩值做出扭矩图如2a 所示。
工程力学第六章答案 梁的变形-工程力学梁的弯曲答案
第五章 梁的变形测试练习1. 判断改错题5—1—1 梁上弯矩最大的截面，挠度也最大，弯矩为零的截面,转角亦为零。
（ )5-1—2 两根几何尺寸、支承条件完全相同的静定梁，只要所受荷栽相同，则两梁所对应的截面的挠度及转角相同，而与梁的材料是否相同无关。
（ ） 5—1—3 悬臂梁受力如图所示，若A 点上作用的集中力P 在A B 段上作等效平移,则A 截面的转角及挠度都不变。
( ）5—1—4 图示均质等直杆（总重量为W )，放置在水平刚性平面上，若A 端有一集中力P 作用，使A C 部分被提起，C B 部分仍与刚性平面贴合，则在截面C 上剪力和弯矩均为零.( ）5-1—5 挠曲线近似微分方程不能用于求截面直梁的位移。
( ） 5-1—6 等截面直梁在弯曲变形时，挠度曲线的曲率最大值发生在转角等于零的截面处。
( ） 5—1—7两简支梁的抗刚度E I 及跨长2a 均相同，受力如图所示,则两梁跨中截面的挠度不等而转角是相等的. （ ） 5-1-8 简支梁在图示任意荷载作用下，截面C 产生挠度和转角，若在跨中截面C 又加上一个集中力偶M 0作用，则梁的截面C 的挠度要改变,而转角不变。
（ )5—1-9 一铸铁简支梁,在均布载荷作用下，当其横截面相同且分别按图示两种情况放置时，梁同一截面的应力及变形均相同。
（ ) 5—1—10 图示变截面梁，当用积分法求挠曲线方程时，因弯矩方程有三个,则通常有6个积分常量。
（ ）题5-1-3图题5-1-4图题5-1-8图题5-1-7图题5-1-9图2．填空题5—2—1 挠曲线近似微分方程EIx M x y )()("-= 的近似性表现在和。
5—2—2 已知图示二梁的抗弯度E I 相同，若使二者自由端的挠度相等，则=21P P 。
5—2—3 应用叠加原理求梁的变形时应满足的条件是：。
5—2—4 在梁的变形中挠度和转角之间的关系是。
5—2-5 用积分法求图示的外伸梁（B D 为拉杆)的挠曲线方程时,求解积分常量所用到的边界条件是，连续条件是.5—2—6 用积分法求图示外伸梁的挠曲线方程时,求解积分常量所用到边界条件是,连续条件是。
工程力学(材料力学)1 工程力学 绪论及静力学知识 3
FR Fy FR
约束力特征：
Fx 方位 沿销钉的径向 指向 指向不定（假定两互相垂直
分量）
固定铰支座
A
A
FAx FAy
活动铰链或中间铰
铰
B
A
C
FB1y B
FB2x
FB1x
B FB2y
FB2 y
F B2 x
FB1x
B FB1y
可动铰支座
A
A
A RA
止推轴承
A
FAx
FAy
链杆约束
Fx F cos
Fy F cos Fz F cos
X=Fx=F·cosa Y=Fy=F·sina=F ·cosb
• 力是矢量，有大小、方向，服从平行四边形加法法则的物 理量。定位矢量、自由矢量。
6、力系：同时作用于同一物体上的一群力，称为力系
平面力系 空间力系
汇交 力系
平面 汇交 力系
空间 汇交 力系
在已知力系上加减任意的平衡力系，并不改变原力系对 刚体的作用。
推论 (力在刚体上的可传性)
作用于刚体上某点的力，可沿
它的作用线移到刚体内任意一
点，并不改变该力对刚体的作
F1
用。
公理三 (力的平行四边形法则)
作用于物体上的两个力可合成为作用于同一点 的一个力，即合力。
合力：力平行四边形的对角矢来表示。
工程力学 绪论
工程力学是一门研究物体机械运动一般规律及有 关构件强度、刚度和稳定性等理论的科学。
包括理论力学和材料力学两门学科的有关内容。
理论力学是研究物体受力和平衡的规律（机械运 动一般规律的科学）(静力学、运动学和动力学)
材料力学研究物体外力作用下变形与失效的规律， 为合理设计构件提供有关基础理论和方法；
工程力学斜弯曲
16.02103 q
Amax 21.5103 q
Dmax 16.02 103 q
可见，梁的危险点在A截面处。强度条件为：
max＝ Amax 21.5103 q ＝160 106
解得 〔q〕＝7.44kN/m
5、变形计算
f
f
2 y
f
2 z
tg f y
fz
fz β
f
fy
例题: 20a号工字钢悬臂梁承受均布荷载 q 和集中 力F=qa/2，已知钢的许用弯曲正应力〔σ〕＝ 160MPa，a＝1m。 试求梁的许可荷载集度〔q〕。
q F 40º z
A a
C ，a
By
x
解：
1.将集中荷载F 沿梁的横截面的两个对称轴分解为
作平行于中性轴的两直线，分别与横截面的周边 相切，这两个切点（图a中的点D1，D2）就是该截面 上拉应力和压应力为最大的点。从而可分别计算水 平和竖直平面内弯曲时这两点的应力，然后叠加。
t max D1
cmax D2
对于工程中常用的矩形、工字形等截面梁，其横截 面都有两个相互垂直的对称轴，且截面的周边具有棱 角，故横截面上的最大正应力必发生在截面的棱角处。 于是，可以根据梁的变形情况，直接确定截面上最大 拉应力、压应力的位置，而无需定出中性轴。
14.2 斜弯曲
一、斜弯曲：梁受横向外力时，杆件产生弯曲变形， 但弯曲后，挠曲线不在外力所在的平面内,这种弯 曲称为斜弯曲。
二、斜弯曲的研究方法： 1、分解：将外荷载沿横截面的两个形心主轴分解，
于是得到两个正交的平面弯曲。 2、叠加：对两个平面弯曲进行研究；然后将计算 结果叠加。
图示悬臂梁承受如图所示的荷载作用,分析其 任意截面处内力及截面任一点的应力情况。
工程力学复习题(材料力学部分)
工程力学作业（材料力学）v1.0 可编辑可修改第一、二章 拉伸、压缩与剪切一、填空题1、铸铁压缩试件，破坏是在 截面发生剪切错动，是由于引起的。
2、a 、b 、c 三种材料的应力－应变曲线如图所示。
其中强度最高的材料 是 ，弹性模量最小的材料是 ，塑性最好的材料是 。
3、图示结构中杆1和杆2的截面面积和拉压许用应力均相同，设载荷P 可在刚性梁AD 上移动。
结构的许可载荷[ P ]是根据P 作用于 点处确定的。
aa1 2 PCDBAOσεa bc4、五根抗拉刚度EA 相同的直杆铰接成如图所示之边长为a 的正方形结构，A 、B 两处受力 P 作用。
若各杆均为小变形，则A 、B 两点的相对位移∆AB ＝ 。
5、图示结构中。
若1、2两杆的EA 相同，则节点A 的竖向位移∆Ay ＝ ，水平位移为∆Ax ＝ 。
6、铆接头的连接板厚度t ＝ d ，则铆钉的切应力τ为 ， 挤压应力σ bs 为 。
P / 2 P / 2二、选择题1、当低碳钢试件的试验应力σ＝σs时，试件将：(A) 完全失去承载能力； (B) 破断；(C) 发生局部颈缩现象； (D) 产生很大的塑性变形。
正确答案是。
2、图示木接头，水平杆与斜杆成α角，其挤压面积为A bs为：（A）b h；（B）b h tan α；（C）b h/ cos α；（D）b h /（cos α sin α）。
3、图示铆钉联接，铆钉的挤压应力为：（A）2 P / ( π d2 )；（B）P / (2 d t )；（C）P/ (2 b t )；（D）4 P/ ( π d2 )。
正确答案是。
4、等截面直杆受轴向拉力P 作用而产生弹性伸长，已知杆长为l ，截面积为A ，材料弹性模量为E ，泊松比为ν，拉伸理论告诉我们，影响该杆横截面上应力的因素是：（A ）E 、ν、P ； （B ）l 、A 、P ； （C ）l 、A 、E 、ν、P ； （D ）A 、P 。
正确答案是 。
5、等截面直杆受轴向拉力P 作用而产生弹性伸长，已知杆长为截面积为A ，则横截面上的正应力和45º斜截面上的正应力分别为：（A ）P / A ，P / ( 2 A )； （B ）P / A ，P / ( 21/ 2A )；（C ）P / ( 2 A )，P / ( 2 A )； （D ）P / A ，2 1 / 2P/ A 。
- 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)。
1 3
(L2
b2
)
w
x
L 2பைடு நூலகம்
Fb 48EI
(3L2
4b2 );
w
x
L 2
Fb 24LEI
L2 4b2
两端支座处的转角——
A
Fab(L 6LEI
b)
;
B
Fab(L 6LEI
a)
14
讨论：1、此梁的最大挠度和最大转角。
左 1max w1 0 x1 0
侧
段：1m a x
A
Fab(L b) 6LEI
应用位移边界条件求积分常数
X=0, w=0 ; θ =0
C1 0 ; C2 0
w
x
L
F
x
确定挠曲线、转角方程
w(x) F 3Lx2 x3 6EI
w F 2Lx x2 2EI 最大挠度及转角
wm ax
w(L)
FL3 3EI
m ax
(L)
FL2 212EI
例：求图示梁的跨中的挠度和转角
极其平坦的平面曲线。
w
x
二、挠度：横截面形心沿垂直于
轴线方向的位移。用“w” 表示。
三、转角：横截面绕中性轴转过
C'
的角度。用“ ” 表示。
C
w
四、挠度和转角的关系 x
w = w（x） ……挠曲线方程。挠度向上为正；向下为负。
θ=θ(x)……转角方程。由变形前的横截面转到变形后，逆时
针为正；顺时针为负。
1
第六章 弯曲变形
§6—1 概述 §6—2 梁的挠曲线近似微分方程 §6—3 积分法计算梁的变形 §6—4 叠加法计算梁的变形 §6—5 梁的刚度计算 §6—6 简单超静定梁的求解 弯曲变形小结
2
§6—1 概 述
材料力学的任务是研究构件强度、刚度与稳定性的问题。
弯曲强度的计算： max 1)画Q、M图：
右 2max w2 0 x2 L
侧 段：
2m ax
B
Fab(L 6LEI
a)
当 a＞b 时——
max
B
Fab(L 6LEI
a)
wmax w 0 x1
L2 b2
3
a(a 2b) 3
当 a＞b 时—— x1 a 最大挠度一定在左侧段
wmax w1 xx1 9
tg dw w(x) w tg w
dx
4
5
一、挠曲线：梁变形后的轴线。
二、挠度： w w(x)
三、转角： (x) 四、挠度和转角的关系
tg dw w(x) w
dx
tg w
w
P
A
C
w
C'
B
x
6
§6—2 梁的挠曲线近似微分方程
一、曲率与弯矩的关系：
1 M 1 M (x) ……（1 ）
x
L
F
x
EIw M (x) F(L x)
确定挠曲线、转角方程
EIw
EIw 1 F (L x)2
-
12F(L
6
x )3
C1
C1x
C2
w(x) F (L x)3 3L2x L3 6EI
w F (L x)2 L2
应用位移边界条件求积分常数
2EI
x = 0, w = 0 ; θ = 0
EIw(x) ( M (x)dx)dx C1x C2
3、根据弯曲梁变形的边界条件和连续条件确定积分常数。
9
P
A
C
B
D
P
边界条件： wA 0, wB 0 ; wD 0, D 0 ;
连续条件：w C
左
w C
右
C左 C右
（1）、固定支座处：挠度等于零、转角等于零。
（2）、固定铰支座处；可动铰支座处：挠度等于零。
（3）、在弯矩方程分段处： 一般情况下稍左稍右的两个截面挠度相等、转角相等。
4、确定挠曲线方程和转角方程 。
5、计算任意截面的挠度、转角；挠度的最大值、转角的最大值。
10
例：求图示悬臂梁自由端的挠度及转角( EI=常数）。
解一：建立坐标系并写出弯矩方程 w
M (x) F(L x) 写出微分方程并积分
r EI
r (x) EI z
二、曲率与挠曲线的关系：
1
w
r(x)
1 (w)2
3 2
→
1 w
r(x)
……（2）
三、挠曲线与弯矩的关系： 联立（1）、（2）两式得
M(x) w EI
EIw M(x)
7
w
M>0
w
w ( x ) ＞ 0 x
M<0
w ( x ) ＜ 0 x
结论：挠曲线近似微分方程—— EIw M(x)
C1
C2
Fb 6L
(L2
b2);
D1 D2 0
确定挠曲线和转角方程
w1
Fbx1 6LEI
L2 b2 x12
1
w1
Fb 6LEI
(L2
b2 ) 6x12
跨中挠度及转角
w2
Fb 6LEI
L b
(x2
a)3
x23
(L2
b2 )x2
2
w2
Fb 2LEI
L b
(x2
a)2
x22
自由端的挠度及转角
C1
1 2
FL2
; C2
1 6
FL3
w(L) FL3 (L) FL2
3EI
2EI
11
解二：建立坐标系并写出弯矩方程
M (x) F(L x) 写出微分方程并积分
EIw M (x) (FL Fx)
EIw
FLx
1 2
Fx2
C1
FLx 2 Fx3 EIw 2 6 C1x C2
a)
EIw2
Fb 2L
x22
F (x2 a)2 2
C2
EIw1
Fb 6L
x13
C1x1
D1
EIw2
Fb 6L
x23
F (x2 6
a)3
C2 x2
D2
13
应用位移边界条件和连续条件求积分常数
x = 0 , w = 0 ; x = L , w = 0 . x1 = x2 = a ，w1 = w2 ；w／1 = w／2
（EI=常数）a b l
Fb l
a
b
Fa
解：建立坐标系并写出弯矩方程
F
Fb
x1
l
M (x1) L x1
A
C
B
M (x2 )
Fb L
x2
F (x2
a)
x2
写出微分方程并积分
左侧段（0≤x1≤a）：
EIw1
Fb L
x1
EIw1
Fb 2L
x12
C1
右侧段（a≤x2≤L）：
EIw2
Fb L
x2
F (x2
挠曲线近似微分方程的近似性——忽略了Fs、(w)2 对变形的影响。 使用条件：弹性范围内工作的细长梁。
8
§6—3 积分法计算梁的变形
步骤：（EI为常量） 1、根据荷载分段列出弯矩方程 M（x）。 2、根据弯矩方程列出挠曲线的近似微分方程并进行积分
EIw(x) M (x)
EIw(x) M (x)dx C1
M max Wz
[
],
max
F S* smax z max Izb
[ ],
2)计算
Wz ,
Iz,
S
* z
,
3)计算应力
弯曲刚度的计算： 梁弯曲变形的计算。
目的：要控制梁的最大弯曲 变形在一定的限度内。
梁的挠度，横截面的转角。 梁的挠曲线：变形后的轴线。
3
一、挠曲线：梁变形后的轴线。
F
性质：连续、光滑、弹性、