工程力学第八章:弯曲
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第八章 弯曲 §8-1 平面弯曲的概念
一、弯曲变形与平面弯曲 见P 1158-1,8-2,8-3,8-4
弯曲变形的受力特点:在力偶或垂直于轴线的横向力作用下。 弯曲变形的变形特点:轴线由直线变成了曲线。
平面变曲:弯曲平面与外力平面重合(最基本的弯曲,常见) 二、计算简图与梁的种类
1.载荷的简化:集中力P (KN );集中力偶m (N.m );分布载荷q (N/cm )
2.约束的基本形式:
(1)固定端,不能移动和转动。 (2)固定铰支座,可以转动,但不能移动。
(3)活动铰支座,可转动,可沿平行于支座移动。
3.静定梁及其典型表式 (1)简支梁 (2)外伸梁 (3)悬臂梁
§8-2 梁的内力——剪力和弯矩
求梁的内力的基本方法——截面法
具体解题步骤:(1)设截面m-n 将梁切开,取其一段为研究对象进行受力分析 (2)截面上的剪力,其数值等于该截面 一侧所有横向外力的代数和,即:剪力∑==n
i i P Q 1
(N.kN )
(3)截面上的弯矩,其数值等于该截面 一侧所有外力对截面形心之矩的找数和,即:弯矩∑==n
i i M M 1
(N.m ,kN.m )
(4)符号规定:
剪力:左上右下,Q 为正,反之为负 弯矩:下凸为正(宽口向上为正) 解题技巧:
(1)横截面上的Q 、M 方向假定为正
(2)如有支座,先以整体为研究对象,求支座反力。 (3)截面法截开后,取外力较少的一端为研究对称。
P 117 例题
8-1
§8-3 剪力图和弯矩图
一、剪力方程和弯矩方程
1.定义——用函数的形式表示沿梁轴线各横截面上的剪力和变矩的变化规律,即:
Q=Q (x )
M=M (x )
2.作用
清楚 显示梁轴线各截面上的剪力和弯矩的大小和变化规律,弯矩和剪力最大的截面对等截面梁的强度而言,是最危险截面。
二、剪力图和弯矩图
——用横坐标,x 平行梁的轴线,表示截面的位置纵坐标按比例表示相应截面上的剪力或弯矩,通常正值在上,负值在下。
P 119 例8-2 P 120 例8-3 P 121 例8-5
三、荷载、剪力、弯矩之间的关系
Q dx dM
q dx dQ == 即:
q dx
dQ dx M d ==2
2
利用该关系可直接绘制剪力图,弯矩图 见P 123
表8-1
(理解记忆)
总结:(1)写剪力方程和弯矩方程时应分段,分段的原则是:在同一段内,剪力和弯矩有同一函数表达式。
(2)在写剪力和弯矩方程时,坐标轴力原点和指向可任意选取。
(3)在剪力图和弯矩图中一般不画坐标轴,因此,外荷载作用图,剪力图和弯矩图应上下对齐。
补充例题1
写出在图剪力,弯矩方程,并绘出剪力图和变矩图 解:AC 段 Q (x )=-qa-qx 1
(0 112 1qx qax x M --= (0 BC 段 ()qa qa qa x Q 2-=--= ()()⎪⎭ ⎫ ⎝⎛----=22232x a qa x q qa x M 22 22 7q a x qa +-= 补充例题2 写出剪力和弯矩方程,并绘出剪力图和弯矩图 解:由平衡条件:qa y qa y M M B A A B 4 34700== ⇒ =∑=∑ AC 段 Q(x 1)=-qx 1