材料力學上機大作業(yè)—梁的強度校核

1、HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY材料力學上機作業(yè)題目五：梁的強度校核摘要本程序使用MicrosoftVisualBasic編寫，由輸入梁的支撐條件，輸入梁的受力狀態(tài)，實現(xiàn)了梁危險截面的最大正應力計算與梁的強度校核。在校核結果為否定的情況下還可由許用應力值進行部分截面設計和許用載荷計算等功能。數(shù)學原理及數(shù)學模型材料力學公式有:1梁彎曲正應力公式2抗彎截面系數(shù)矩形截面圓形截面空心圓截面lMz|xmaxWzWzbh32Wz32(14)式中3采用一定數(shù)量級上的窮舉法計算出最大彎矩Mz。VB所做軟件1.軟件部分窗體截圖2.程序結構圖3.矩形截面輸入寬b和高h計算得Wz開始件選擇截面

2、形狀和輸入尺寸計算抗彎截面系數(shù)選擇支撐條工字鋼直接查表輸入Wz圓截面輸入直徑d計算得Wz空心截面輸入內外直徑Dd求得Wz求出正應力并與許用應力比較安全結束進行截面設計和許用載荷計算應用實例1驗證新編材料力學書中P247例12-9該題由正應力強度條件求得題中矩形截面懸臂梁許用載荷為q<9.1kN/m,現(xiàn)加載q=8kN/m，看是否符合正應力強度要求。已知左懸臂梁l=3m,(T=120Mpa,b=80mm,h=160mm整個梁承受向下的均布載荷q解：1.運行程序進入主頁面2點擊開始并選擇支撐條件為左固定端懸臂梁，點擊確定。如圖AForaO)*B"|XC岡均-右r左夕沖樂C右?的淫C取

3、夕冊無3選擇梁的截面形狀并輸入尺寸參數(shù)，點擊確定。如圖4.輸入受力條件，點擊確定進行計算。如圖5程序運行結果如圖ftEBE計算結果與實際運算結果相同2求解新編材料力學P246例12-8。解：1.運行程序計入主界面，點擊開始。2選擇支撐條件為右外伸梁，點擊確定。3選擇梁的截面形狀并輸入尺寸，點擊確定。如圖，（不妨先設b=10,h=30。注意,應避免b或h為零以防止出現(xiàn)除數(shù)為零的情況使程序出錯）4.輸入受力情況及右支架位置并點擊確定，如圖（如果未能輸入右支架位置，可能使程序出錯）5得到計算結果計算結果與答案b=30mmh=60mm一致,不過以截面抗彎系數(shù)代替截面具體尺寸。其中小數(shù)點后的微量誤差受窮

4、舉法所采用數(shù)量級的影響。值得注意的是，由于本程序涉及的截面形狀及載荷種類較多，而且載荷位置不固定，因此截面設計和許用載荷計算難以得到最終的具體結果。時間倉促，為減小工作量，本程序將許用載荷計算簡化為梁截面所能承受的最大彎矩的計算。將截面設計略微簡化為截面最小抗彎系數(shù)的設計。驗證表明，計算結果同樣精確。主要算法代碼和部分窗體截圖:部分窗體截圖：Form9窗體內源代碼：進入實際工作界面PrivateSubCommand1_Click()FormO.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()EndEndSub若點擊“結束”按鈕則結束程序FormO窗體內源代

5、碼:聲明變量進入截面形狀選擇及尺寸參數(shù)輸入界面PubliclAsDoublePublicqAsDoublePublicf1AsDoublePublicf2AsDoublePublicfAsDoublePublicm1AsDoublePublicm2AsDoublePublicmAsDoublePublicxAsDoublePublicxaAsDoublePublicxbAsDoublePublicxq1AsDoublePublicxq2AsDoublePublicxf1AsDoublePublicxf2AsDoublePublicxm1AsDoublePublicxm2AsDoublePubl

6、icx1AsDoublePublicx2AsDoublePublicx3AsDoublePublicx4AsDoublePublicx5AsDoublePublicx6AsDoublePublicfaAsDoublePublicfbAsDoublePublicwAsDoublePublicbAsDoublePublichAsDoublePublicd1AsDoublePublicd2AsDoublePublicd3AsDoublePublicwzAsDoublePublicsylAsDoublePublicxylAsDoublePublicpiAsDoublePubliczdzhAsDoubl

7、ePrivateSubCommand1_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()End若點擊“結束”按鈕則終止程序選擇支撐條件本窗體為截面形狀選擇及尺寸輸入界面'根據(jù)用戶選擇的不同支撐條件調用不同窗體'EndSubPrivateSubForm_Load()EndSubPrivateSubOption1_Click()Option1.Value=TrueEndSubPrivateSubOption2_Click()Option2.Value=TrueEndSubPrivateSubOption3_Click(

8、)Option3.Value=TrueEndSubPrivateSubOption4_Click()Option4.Value=TrueEndSubPrivateSubOption5_Click()Option5.Value=TrueEndSubPrivateSubOption6_Click()Option6.Value=TrueEndSubForm7窗體內源代碼：PrivateSubCommand1_Click()IfForm0.Option1.Value=TrueThenjz.ShowElseIfForm0.Option2.Value=TrueThenzxb.ShowElseIfForm0

9、.Option3.Value=TrueThenyxb.ShowElseIfForm0.Option4.Value=TrueThenzws.ShowElseIfForm0.Option5.Value=TrueThenyws.ShowElsesws.ShowEndIfMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form0.ShowMe.HideEndSubPrivateSubForm_Load()EndSubPrivateSubOption1_Click()Option1.Value=TrueEndSub選擇不同的截面形狀'PrivateSubOption

10、2_Click()Option2.Value=TrueEndSubPrivateSubOption3_Click()Option3.Value=TrueEndSubPrivateSubOption4_Click()Option4.Value=TrueEndSub本窗體完成支撐條件給變量賦值'計算截面抗彎系數(shù)'簡支梁部分計算Forml(簡支梁)窗體內源代碼：PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=

11、Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIff1=Val(f11.Text)f2=Val(f

12、21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=

13、xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000通過用戶輸入，給變量賦值確定f1，f2的位置前后，便于后續(xù)計算確定m1，m2的位置前后，便于后續(xù)計算'fb=(m1+m2+f1*xf1+f2*xf2+q*(xq2-xq1)*(xq1+xq2)/2)/lfa=f1+f2+q*(xq2-xq1)-fbm=0求支反力k=0Fori=0TolStepl/1000000m=fa*i該循環(huán)用于求截面最大彎矩Ifxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxf2<iThenm=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iTh

14、enm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2>iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNexti求得最大截面彎矩計算最大正應力顯示結果'm=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="實際最大正應力為"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form

15、7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3許用載荷計算'w=m/xyl截面設計計算'w=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"實際應力大于許用應力，不安全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改變梁的載荷使梁截面上最大彎矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&

16、;vbCrLf&vbCrLf&"或者改變梁截面形狀和尺寸，使其截面抗彎系數(shù)大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"實際應力小于許用應力，安全"EndIfForm8.ShowMe.Hide顯示結果，結束程序完成“返回上一級”功能EndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe

17、.HideEndSub此后的代碼與簡支梁類似，僅有些許差別，因此不再注釋Form2(左懸臂梁)窗體內源代碼PrivateSubLabel23_Click()EndSubPrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz

18、=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=0xb=lf1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)x

19、m2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000k=0m=0Fori=0TolStepl/1000000m=0If(l-xf1)<iThenm=

20、m-f1*(i+xf1-l)EndIfIf(l-xf2)<iThenm=m-f2*(i+xf2-l)EndIfIf(l-xm1)<iThenm=m+m1EndIfIf(l-xm2)<iThenm=m+m2EndIfIf(l-xq2)<iAnd(l-xq1)>iThenm=m-q*(i+xq2-I)人2/2EndIfIf(I-xq1)<iThenm=m-q*(xq2-xq1)/2*(i-(2*I-xq1-xq2)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.L

21、abel3.Caption="實際最大正應力為"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"實際應力大于許用應力，不安全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改變梁的載荷使

22、梁截面上最大彎矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbCrLf&"或者改變梁截面形狀和尺寸，使其截面抗彎系數(shù)大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"實際應力小于許用應力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivat

23、eSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm3(右懸臂梁)窗體內源代碼PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.O

24、ption3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=0xb=lf1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q

25、1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000k=0Fori=0TolStepl/1000000m=0Ifxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxq2<iThen

26、m=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iThenm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2>iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="實際最大正應力為"&syl&"Mpb"xyl=V

27、al(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"實際應力大于許用應力，不安全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改變梁的載荷使梁截面上最大彎矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbC

28、rLf&"或者改變梁截面形狀和尺寸，使其截面抗彎系數(shù)大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"實際應力小于許用應力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm4(左外伸梁)窗體內源代碼Private

29、SubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi

30、*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=Val(zws.xa1.Text)xb=lf1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>

31、;xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000xa=xa/1000fa=(-m1-m2+f1*(l-xf1)+f2*(l-xf2)+q*(xq2-xq1)*(2*l-xq1-xq2)/2)/(l-xa)fb=f1+f2+q*(xq2-xq1)-fam=0k=0Fori=0TolStepl/1000

32、000m=0Ifxa<iThenm=m+fa*(i-xa)EndIfIfxb<iThenm=m+fb*(i-xb)EndIfIfxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxq2<iThenm=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iThenm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2>iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=m

33、EndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="實際最大正應力為"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"實際應力大于許用應力，不安全

34、。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改變梁的載荷使梁截面上最大彎矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbCrLf&"或者改變梁截面形狀和尺寸，使其截面抗彎系數(shù)大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"實際應力小

35、于許用應力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm5(右外伸梁)窗體內源代碼：PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueTh

36、end1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=0xb=Val(yws.xb1.Text)f1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11

37、.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000xb=xb/1000

38、fb=(f1*xf1+f2*xf2+q*(xq2-xq1)*(xq1+xq2)/2-m1-m2)/xbfa=f1+f2+q*(xq2-xq1)-fbm=0k=0Fori=0TolStepl/1000000m=0Ifxa<iThenm=m+fa*(i-xa)EndIfIfxb<iThenm=m+fb*(i-xb)EndIfIfxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxf2<iThenm=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iThenm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2&

39、gt;iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="實際最大正應力為"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThen不安Form8.Label1.Cap

40、tion="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"實際應力大于許用應力，全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改變梁的載荷使梁截面上最大彎矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbCrLf&”或者改變梁截面形狀和尺寸，使其截面抗彎系數(shù)大于等于”&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption

41、="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"實際應力小于許用應力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm6(雙外伸梁)窗體內源代碼：PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value

42、=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=Val(xa1.Text)xb=Val(xb1.Text)f1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Tex