梁的內(nèi)力剪力彎矩方程剪力彎矩.ppt

工程力學(xué)（C）,北京理工大學(xué)理學(xué)院力學(xué)系 韓斌,(22),常見(jiàn)梁的橫截面形式,對(duì)稱(chēng)彎曲或平面彎曲: 梁有一縱向?qū)ΨQ(chēng)面， 外力作用在對(duì)稱(chēng)面內(nèi)， 梁變形后，軸線仍在 該對(duì)稱(chēng)面內(nèi)；,5. 梁的內(nèi)力 剪力彎矩方程 剪力彎矩圖,常見(jiàn)的幾種簡(jiǎn)單靜定梁：,梁橫截面上的內(nèi)力符號(hào)規(guī)定 :,剪力,彎矩,C,對(duì)x截面用截面法切開(kāi)，C為截面形心，,以AB梁整體為對(duì)象，可求A處和B處的約束力：,（）,取左半段為分離體：,例 題 1,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,簡(jiǎn)支梁在中點(diǎn)處受集中力偶作用，左半段有均布載荷，試求A+，C-，C+，B- 各面上的內(nèi)力并列出剪力和彎矩方程。,例 題 1,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.建立x軸（向右為正），以整體為對(duì)象求出支座約束力：,2.求指定截面的內(nèi)力：,A+面：,例 題 1,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,C-面：,C+面：,B-面：,例 題 1,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,3.列內(nèi)力方程,應(yīng)分為兩段：,AC段：,CB段：,用截面法求任意截面上的內(nèi)力時(shí)：,解題指導(dǎo),（1）對(duì)靜定結(jié)構(gòu)先求出全部約束力。,（2）用截面法切開(kāi)取任意一半為分離體，截面上的各未知內(nèi)力分量一律設(shè)為正向。,（3）列平衡方程求出各內(nèi)力分量的大小。,（4）列內(nèi)力方程注意正確分段，分段點(diǎn)截面又稱(chēng)為控制面。,（5）注意內(nèi)力分量的正負(fù)符號(hào)規(guī)定：以變形定正負(fù)，與外力分量以坐標(biāo)軸方向定正負(fù)不同。,6. 梁的載荷集度q,剪力FS,彎矩M之間的微分關(guān)系,設(shè)x軸向右為正，q(x)向上為正,在x截面處切取dx梁段,（見(jiàn)13.2,13.3）,7.利用微分關(guān)系繪制剪力彎矩圖,根據(jù)微分關(guān)系（9.3）式，可推斷FS圖、M圖各段曲線的斜率（曲線走向）及M圖的曲率（彎曲形狀），再結(jié)合分段點(diǎn)（控制面）的內(nèi)力數(shù)值，就可確定全部?jī)?nèi)力圖。,FS為平行于軸線的直線，M為斜率是FS的斜直線。,根據(jù)微分關(guān)系繪圖原則：,（1）某段梁若q(x)=0,則FS=常數(shù)，M=一次函數(shù),（2）若q(x)=常數(shù)=q,則FS=一次函數(shù)，M=二次函數(shù),(3)若某截面處FS=0,則該截面上M取極值：當(dāng)q0, M取到極小值 當(dāng)q0, M取到極大值,（4）集中力F作用處，F(xiàn)S突變，跳躍值為F，M有尖點(diǎn)； 集中力偶M作用處，M突變，跳躍值為M， FS不受影響。,（5）在梁的左右兩個(gè)端面上作用的集中力、集中力偶，就是該截面上的FS，M,利用微分關(guān)系作內(nèi)力圖步驟：,（1）以整體為對(duì)象求支座約束力。,（2）根據(jù)外力的作用點(diǎn)正確分段，分段點(diǎn)為控制面。,（3）利用截面法求控制面上的FS，M ，得到控制點(diǎn)。,（4）分段判斷各段曲線形狀，連接各控制點(diǎn)。,（5）各控制點(diǎn)數(shù)值標(biāo)絕對(duì)值。,（6）內(nèi)力圖突變處向上突變還是向下突變，視該集中載荷對(duì)未畫(huà)部分的作用是正作用還是負(fù)作用而定。,（7）凡FS=0和M=0的截面，要標(biāo)出其x坐標(biāo)位置,例 題 2,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,外伸梁受力如圖，繪制剪力彎矩圖，并求 和,例 題 2,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.求約束力,2.作內(nèi)力圖,例 題 2,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,3.求內(nèi)力的最大值,從圖中可見(jiàn)：,(M),( ),例 題 3,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,懸臂梁受力如圖，作剪力彎矩圖，并求 和 。,例 題 3,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.求約束力,(),2. 作內(nèi)力圖,例 題 3,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,3.求內(nèi)力的最大值,設(shè)距右端xE處M=0,從圖中可見(jiàn)：,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,帶有中間鉸的梁，受力如圖，作剪力彎矩圖。,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.求約束力,此梁仍為靜定，因有中間鉸，必須在中間鉸處切開(kāi)才可求全部約束力。,對(duì)CD：,對(duì)ABC：,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,2.作內(nèi)力圖,注意：中間鉸處,思考題,比較以下兩梁的內(nèi)力圖：,8.平面剛架的內(nèi)力圖,平面剛架 軸線由幾段直線構(gòu)成折線，折點(diǎn)為剛節(jié)點(diǎn)（保持夾角不變）的平面框架結(jié)構(gòu)。,剛架橫截面上的內(nèi)力軸力 ，剪力 ，彎矩 M,剛架內(nèi)力及內(nèi)力圖畫(huà)法的規(guī)定：,（1）剛架任意截面上的內(nèi)力分量可用截面法求得。,（2）軸力圖、剪力圖可畫(huà)在剛架任一側(cè)，標(biāo)出正負(fù)號(hào)（仍規(guī)定FN拉為正，F(xiàn)S為正）。,（3）彎矩圖的絕對(duì)值畫(huà)在剛架受壓一側(cè)，不標(biāo)正負(fù)號(hào)。,（4）剛架的各直線段畫(huà)內(nèi)力圖與梁的畫(huà)法類(lèi)似。,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,求作圖示剛架的內(nèi)力圖。,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.求約束力,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,2.作內(nèi)力圖,軸力圖：,AB段,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,剪力圖：,例 題 4,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,MC-=3-4= - 1 kNm,彎矩圖：,9.利用對(duì)稱(chēng)性與反對(duì)稱(chēng)性簡(jiǎn)化作圖,若結(jié)構(gòu)關(guān)于某一軸：,（1）結(jié)構(gòu)幾何對(duì)稱(chēng)，約束對(duì)稱(chēng)，載荷對(duì)稱(chēng),則FS圖反對(duì)稱(chēng)，F(xiàn)N圖和M圖對(duì)稱(chēng)。,（2）結(jié)構(gòu)幾何對(duì)稱(chēng)，約束對(duì)稱(chēng)，載荷反對(duì)稱(chēng),則FS圖對(duì)稱(chēng)，F(xiàn)N圖和M圖反對(duì)稱(chēng)。,例 題 5,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,求作內(nèi)力圖。,例 題 5,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.求約束力,例 題 5,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,2.作內(nèi)力圖,例 題 6,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,求作圖示剛架的內(nèi)力圖。,例 題 6,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,解：,1.求約束力,例 題 6,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,2.作內(nèi)力圖,軸力圖：,例 題 6,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,剪力圖：,例 題 6,9 變形體靜力學(xué)概述 及一般桿件內(nèi)力分析, 例題,彎矩圖：,10.用疊加法作內(nèi)力圖,11.平面曲桿,曲桿橫截面上的內(nèi)力規(guī)定：,軸力：FN 拉為正,剪力：FS 使曲桿微元順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為正,彎矩：M使曲桿軸線曲率增加為正,例如：半徑為a的1/4圓弧曲桿，,在 截面處切開(kāi)：,內(nèi)力方程為：,曲桿：軸線為曲線的桿件,極值點(diǎn)：,曲桿的彎矩圖：,(各點(diǎn)