受力分析一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图 1 图2 图 3 图 5 图 6 图 7 图9 图 11 图10 图 12 图 8 图 4 图19 物体静止在斜面上图20 图21 图13 v 图15 v 图16 图14 物体处于静止 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18 图22 物体处于静止（请画出物体 受力可能存在的所有情况） 图23
三、分别对A 、B 两物体受力分析： 图28 杆处于静止状态，其中杆与半球面之间光滑 图29 杆处于静止状态，其中 杆与竖直墙壁之间光滑 图30 杆处于静止状态 图31 O A B C 图32 匀速上攀 图33 v v 图34 匀速下滑 A B F 图36 A 、 B 两物体一起做匀速直线运动 A 、 B 两物体均静止 A B 图37 F 图42 B v A A 、B 两物体一起匀速下滑 A 、B 、 C 两物体均静止 B C 图38 A 随电梯匀速上升 v (7) (9) (8)
(16) (17) (18) (19) (20) (21) (28) (29) (30) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A静止 弹簧处于压缩状态 (22) (23) (24) O P Q B AO表面粗糙，OB表面光滑 分别画出两环的受力分析图
(31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) A、B匀速运动A、B匀速运动 （37）（38）（39）（40）A、B、C三者都静止，分别画出ABC三者的受力图 分别画出各物块的受力分析图 此环为轻环，重力忽略A沿墙壁向上匀速滑动
受力分析基本功竞赛 一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图1 图2 图4 图5 图7 F 图8 图10 图9 图6 图3 F v 物体处于静止 图14 F A v 图13 A F v 图15 A A V
2、如图所示，分析电梯上的人受力。 匀速上攀 图33 v F （1）A 静止在竖直墙 A v （2）A 沿竖直墙面下滑 A （4）静止在竖直墙面F A v 刚踏上电梯的 瞬间的人 V （4）在力F 作用下静止 A F A v （1）随电梯匀速, 上升上升的人 F 图24 物体处于静止 A v 图20 A F 图23 v A v 图21 A F 图25 v A 图27 物体随传送带一起 做匀速直线运动 A 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18
3.对下列各种情况下的A、B进行受力分析（各接触面均不光滑） 四．物体A在图各种情况中均做匀速圆周运动，试对物体进行受力分 析 图42 B v A A、B两物体一起匀速下滑 B A 光滑半圆，杆处于静止状 （1）A、B同时同速向右 B A F F B A （2）A、B同时同速向右 （3）A、B静止 F A B α B A （4）均静止 B A (5)均静止 （6）均静止 （7）均静止 (8)静止 A B
三、分别对A 、B 两物体受力分析： A B F 图36 A 、 B 两物体一起做匀速直线运动 A 、B 两物体均静止 A B 图37 F B C 图38 F A A 随电梯匀速上升 v （11）小球静止时的结点A A （10）小球静止时的结点A A （9）静止 A B C R h 小球在光滑内表面，作匀速 圆周运动 V>gL 光滑圆管 球在B 点V>gL 分别画出球在A 、B 点受力
水平面的圆盘模型史上最全版 模型概述： 水平方向上的“圆盘”模型大多围绕着物体与圆盘间的最大静摩擦力为中心展开的，因此最大静摩擦力的判断对物体临界状态起着关键性的作用。 静摩擦力通常属于被动力，应根据物体所受主动力的情况以及其运动状态判断物体的静摩擦力的大小，如果物体受到的静摩擦力已经达到最大静摩擦力，则应考虑物体是否还受到其他力的作用。 模型讲解： 1.单个物体置于水平圆盘上 如图所示，水平圆盘上放有质量为m 的物块A （可视为质点），物块A 到转轴的距离为r 。物块A 和圆盘间最大静摩擦力f m 等于滑动摩擦力，动摩擦因数为μ。当圆盘以角速度ω转动时： (1) 若物体与圆盘无相对滑动，则物体随圆盘一起做匀速圆周运动的向心力全部由静摩擦力提供，所以有mg f r m f m μω=≤=2，解得r g μω≤。 (2) 当r g μω>时，mg f r m F m n μω=>=2 ，物体所受静摩擦力不足以提供其做圆周运动的向心力，物体将从圆周与切线的夹角范围内飞出。 (3) 若在物体A 与转轴间有一不可伸长的细线相连，一开始绳子只是拉直，没有张力。设线对物体的拉力为T ，当r g μω≤ 时，静摩擦力提供向心力，0=T ；当r g μω>时，必有r m T mg 2ωμ=+，所以必有0>T ，物体必受到指向圆心O 点的细线的拉力，而且当 ω增大时，T 也随之增大。若此时剪断细线，物体将从圆周与切线的夹角范围内飞出。 2.两个物体叠放在水平圆盘上 如图所示，质量为m 1的物体A 叠放在质量为m 2的物体B 上，A 与B 、B 与圆盘的动摩擦因数分别为μ1和μ2。最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当圆盘以角速度ω转动时，分别对B 和A 受力分析可知： （1）若21μμ<，当r g 1μω≤时，A 与B 、B 与圆盘无相对滑动；当r g 1μω>时，
v1.0 可编辑可修改 受力分析基本功竞赛 一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图1 图2 图4 图5 图7 F 图8 图10 图9 图6 图3 图14 F A v 图13 A F v 图15 A
v1.0 可编辑可修改 （1）A 静止在竖直墙 （2）A 沿竖直墙面下滑 （4）静止在竖直墙面 轻上的物体A （4）在力F 作用下静止 图24 物体处于静止 图20 图23 图21 图25 v 图27 图17 物体随传送带一起 图18 （6F>G V
v1.0 可编辑可修改 2、如图所示，分析电梯上的人受力。 3.对下列各种情况下的A、B进行受力分析（各接触面均不光滑） 图28 杆处于静止状态，其中 杆与半球面之间光滑 图29 杆处于静止状态，其中 图30 杆处于静止状态 匀速上攀 图33 v （2）刚踏上电梯的 瞬间的人 V A v （1）随电梯匀速, 上升上升的人 B A 光滑半圆，杆处于静止状 （1）A、B同时同速向右行 B A F F B A （2）A、B同时同速向右行 （3）A、B静止 F A B α B A （4）均静止
v1.0 可编辑可修改 四．物体A在图各种情况中均做匀速圆周运动，试对物体进行受力分析图42 B v A A、B两物体一起匀速下滑 B A (5)均静止 （6）均静止 （7）均静止 (8)静止 A B
三、分别对A 、B 两物体受力分析： （对物体A 进行受力分析） A B F 图36 A 、 B 两物体一起 做匀速直线运动 A 、 B 两物体均静止 A B 图37 F A 、 B 、 C 两物体均静止 B C 图38 F A A 随电梯匀速上升 v （11）小球静止时的结点A A （10）小球静止时的结点A A （9）静止 A B C R h 小球在光滑内表面，作匀速
悬臂梁的受力分析与结构优化 吴鑫龙3136202062 【摘要】悬臂梁不管是在工程设计还是在机械设计中都有着广泛的应用，其有着结构简单，经济实用等优点。但受到其自身结构的限制，一般悬臂梁的力学性能和使用性能都会受到很大的限制。本篇主要探究悬臂梁在使用中的受力情况并从材料力学的角度来对其进行优化设计,并对新设计悬臂梁进行分析。 【Abstract 】Cantilever whether in engineering or mechanical design have a wide range of applications, it has a simple structure, economical and practical advantages. But by its own structural limitations, the general cantilever mechanical properties and performance will be greatly limited. This thesis is focus on exploring the cantilever in use from the perspective of the forces and the mechanical design to be optimized., and analysis the new design cantilever . 【关键词】悬臂梁受力设计 【Keywords】cantilever force analysis optimization 背景及意义 悬臂梁是指梁的一端为不产生轴向、垂直位移和转动的固定支座，另一端为自由端（可以产生平行于轴向和垂直于轴向的力）。在实际工程分析中，大部分实际工程受力部件都可以简化为悬臂梁。但是悬臂梁的缺点在于它的受力性能不好，即使只是在悬臂梁末端施加一个较小的载荷，通过较长力臂的放大作用，也会对底部连接处产生一个很大的弯矩。因此，对悬臂梁强度校核前的受力分析和对其进行优化设计对工程和机械领域的发展都有着极大的意义。 一般悬臂梁的受力分析 一般悬臂梁，既没有经过任何结构和形状改变的普通悬臂梁。
悬臂梁自由端受力的有限元计算 任柳杰10110290005 一、计算目的 1、掌握ANSYS软件的基本几何形体构造、网格划分、边界条件施加等方法。 2、熟悉有限元建模、求解及结果分析步骤和方法。 3、利用ANSYS软件对梁结构进行有限元计算。 4、梁的变形、挠曲线等情况的分析。 5、一维梁单元，二维壳单元，三维实体单元对计算结果的影响。 6、载荷施加在不同的节点上对结果的影响。 二、计算设备 PC，ANSYS软件（版本为11.0） 三、计算内容 悬臂梁受力模型 如上图所示，一段长100[mm]的梁，一端固定，另一段受到平行于梁截面的集中力F的作用，F=100[N]。梁的截面为正方形，边长为10[mm]。梁所用的材料：弹性模量E=2.0 105[MPa]，泊松比0.3。 四、计算步骤（以梁单元为例） 1、分析问题。 分析该物理模型可知，截面边长/梁长度=0.1是一个较小的值，我们可以用梁单元来分析这样的模型。当然，建立合适的壳单元模型和实体单元模型也是可以的。故拟采用这三种不同的 方式建立模型。以下主要阐述采用梁单元的模型的计算步骤。 2、建立有限元模型。 a)创建工作文件夹并添加标题； 在个人的工作目录下创建一个文件夹，命名为beam，用于保存分析过程中生成的各种文件。 启动ANSYS后，使用菜单“File”——“Change Directory…”将工作目录指向beam 文件夹；使用/FILNAME,BEAM命令将文件名改为BEAM，这样分析过程中生成的文件均 以BEAM为前缀。 偏好设定为结构分析，操作如下： GUI: Main Menu > Preferences > Structural b)选择单元； 进入单元类型库，操作如下： GUI: Main Menu > Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete > Add… 对话框左侧选择Beam选项，在右侧列表中选择2D elastic 3选项，然后单击OK按钮。
悬臂梁应变测量 摘要：在航空、机械及材料研究领域中，零件的强度是一个很重要问题。研究强度问题的途径之一便是实验应力分析。本课程设计便是利用实验应力分析中的电测法来测定弹性元件等强度悬臂梁在力的作用下产生的应变。具体方法是通过在悬臂梁上粘贴三个应变片，它们均分布在悬臂梁的上表面上，其中一应变片位于纵向轴的中心线上，其余两个应变片分别位于轴中心线的两侧等距离处，且靠近变动端；然后通过增减砝码的个数改变所加的力，利用数字万用表记录、读取数据。为了减小实验误差，本实验采用多次测量求平均值的方法，并对实验数据利用Excel进行了拟合，作出了应变片的电阻变化值与载荷之间的关系图，再根据有关公式，最终得出在弹性限度内悬臂梁的应变与它所受到的外力大小成线性关系。 关键词：电测法；应变片；悬臂梁；数字万用表
引言 研究强度问题可以有两种途径，即理论分析和实验应力分析。实验应力分析是用实验方法来分析和确定受力构件的应力、应变状态的一门科学，通过实验应力分析可以检验和提高设计质量、工程结构的安全性和可靠性，并且可以达到减少材料消耗、降低生产成本和节约能源的要求。实验应力分析的方法很多，有电测法、光测法、机械测量方法等。本实验主要是利用电测法。电测法有电阻、电容、电感测试等多种方法，其中以电阻应变测量方法应用较为普遍。电阻应变测量方法是用电阻应变片测定构件表面的应变，再根据应变--应力关系确定构件表面应力状态。工程中常用此方法来测量模型或实物表面不同点的应力，它具有较高的灵敏度和精度。由于输出的是电信号，易于实现测量数字化和自动化，并可进行遥测。电阻应变测量可以在高温、高压、高速旋转、强磁场、液下等特殊条件下进行，此外还可以对动态应力进行测量。由于电阻应变片具有体积小、质量轻、价格便宜等优点，且电阻应变测试方法具有实时性、现场性，因此它已成为实验应力分析中应用最广的一种方法。它的主要缺点就是，一个电阻应变片只能测量构件表面一个点在某一个方向的应变，不能进行全域性的测量]1[。 本实验为悬臂梁的应变测量，所谓的悬臂梁，即一端固定，另一端可以动的弹性元件。应变是描述一点处变形程度的力学量，它是由载荷、温度、湿度等因素引起的物体局部的相对变形，主要有线应变和切应变两类。电阻应变片是一种将机械构件上应变的变化转换为电阻变化的传感元件。 本实验使用的方法为电测法，通过逐级加减载荷改变悬臂梁所受的力，使之发生不同的形变，用电阻应变片作为传感器，将微小的形变这个非电学量转换成电学量电阻的变化来测量悬臂梁的主应变。在该实验中电阻的变化量是通过数字万用表直接读数处理得到的，之后通过应力与应变之间的关系得出悬臂梁所受的正应力，利用Excel制作出拟合曲线进行分析。本实验主要目的在于了解悬臂梁、电阻应变片的结构及工作原理，掌握数字万用表测电阻的方法及原理，理解灵敏度对测量结果的影响，最终利用数
带孔的悬臂梁有限元分析 下图所示为带方孔（边长为80mm）的悬臂梁，其上受部分均布载荷（p=10Kn/m）作用，试采用一种平面单元，对图示两种结构进行有限元分析，并就方孔的布置进行分析比较，如将方孔设计为圆孔，结果有何变化？（板厚为1mm，材料为钢） 问题分析： 1.该问题属于平面应力问题。分析类型为静力分析。 2.初步判断孔的上边受拉力，下边受压力。 3.其最大位移发生在受力部位。 4.经查询资料，该悬臂梁材料为钢。其45号钢。E=210GPa.泊松比V=0.37 一进入ANSYS 例如在D盘建立一名为lianxi的文件夹，工作文件名为xuanbiliang。然后运行 开始——>程序——>ANSYS11.0.0——> Ansys Product Launcher →file Management →select Working Directory: D:\lianxi，input job name: xuanbiliang→Run 二建立几何模型 1.首先设置优先权 1))Main Menu：Preferences 2)在弹出的对话框中将“Structural”选项选中。按下OK按钮完成操作并关闭 对话框
2.建立模型。 1. Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→keypionts→in active cs. 2. 创建关键点在打开的对话框里面分别输入要建立模型的关键点，在上面的输入框里面输入关键点的编号，下面的三个输入框内输入其坐标。为1（0，0，0）2（0，500，0）3（900，250，0）4（450，500，0）5（900，500，0）如下 3.创建悬臂梁面积。Main Menu：Preprocessor→Modeling→Create→Areas→arbitary→Though kps.分别选中图上的1-5点，点击OK
一、画出图中杠杆上的力F 1、F 2的力臂L 1、L 2。 二、找出动力和阻力并画出相应的力臂 1．如图12所示的是汽车液压刹车装置的一部分。该装置中AOB 实为一个杠杆，O 是杠杆的支点，请画出刹车时它所受的动力F 1、阻力F 2和动力臂L 1。 2．如图13所示的钢丝钳，其中A 是剪钢丝处，B 为手的用力点，O 为转动轴(支点)，右图为单侧钳柄及相连部分示意图．请在图中画出出钢丝钳剪钢丝时的动力臂L 1，和阻力F 2， 3．夹子是我们生活中经常使用的物品，图14给出了用手捏开和夹住物品时的两种情况，动力和阻力并画出相应的力臂。 4．在图15中，画出作用在“开瓶起子”上动力F 1的力臂和阻力F 2的示意图． 图8 图10 2 1 图5 图9 图11 图12 图13 图15 甲 图14 乙
5．杠杆在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上安装使用的吊桥就是一个杠杆，如图16所示，请画出动力F 1与阻力F 2的示意图，并画出动力F 1的力臂L 1。（设吊桥质地均匀） 6．如图17是静止在水平地面上的拉杆旅行箱的示意图，O 是轮子的转轴，O ′是箱体的重心。以O 为支点，画出力F 的力臂和箱体所受重力的示意图。 7．某同学在做俯卧撑运动时（如图18），可将他视为一个杠杆，支点为O ，他的重心在A 点，支撑力为F ，请画出重力和支撑力F 的力臂． 8．请你在图19中画出使用剪刀时，杠杆AOB 所受动力F ，的示意图及动力臂L 1、阻力臂L 2。 9．图20所示的是一种厕所坐便器的自动上水装置示意图。坐便器冲水之后由自来水自动上水，当水箱内的水达到一定深度时，浮标带动杠杆压住入水口，停止上水。请在图中作出力F 1、F 2的示意图及其力臂，并分别用L 1和L 2表示力臂，O 为支点。 10．如图21是用螺丝刀撬起图钉的示意图，O 为支点，A 为动力作用点，F 2为阻力。请在图中画出阻力F 2 的力臂l 2及作用在A 点的最小动力F 1的示意图。 11．筷子是我国传统的用餐工具，它应用了杠杆的原理，如图22所示，请你在右图中标出这根筷子使用时的支点O ．并画出动力F 1，和阻力臂L 2。 12．为了防止翻倒，篮球架常常在底座后方加一个质量很大的铁块作为配重。如图23所示，O 为支点，试在A 点画出铁块对底座的压力F ，并画出F 的力臂。 13．如图24甲所示是小宇同学发明的捶背椅，当坐在椅子上的人向下踩脚踏板时，捶背器便敲打背部进行按摩。请你在图乙中画出踩下脚踏板敲打背部时，杠杆B 点受到的阻力F 2、阻力臂L 2及动力臂L 1。 14．如图25是一种简易晾衣架，它的横杆相当于一个杠杆， O 点是支点，F 2是阻力，请作出A 点受到的动力F 1的示意图和它的力臂L 1． 图 16 图17 图 20 图18 图 12 F 2 图21 图 22 图23
悬臂梁的受力分析 实验目的：学会使用有限元软件做简单的力学分析，加深对材料力学相关内容的理解，了解如何将理论与实践相结合。 实验原理：运用材料力学有关悬臂梁的的理论知识，求出在自由端部受力时，其挠度的大小，并与有限元软件计算相同模型的结果比较 实验步骤： 1，理论分析 如下图所示悬臂梁，其端部的抗弯刚度为 3 3EI l ，在其端部施加力F ，可得到其端部挠度为：3 3Fl EI ，设其是半径为0.05米，长为1米，弹性 模量11 210E =?圆截面钢梁，则其可求出理论挠度值3 4 43Fl ER ωπ=，先分别给F 赋值为100kN ，200kN ，300kN ，400kN ，500kN .计算结果如下表： 2有限元软件（ansys ）计算： （1）有限元模型如下图：
模型说明,本模型采用beam188单元，共用11个节点分为10个单元，在最有段施加力为F 计算得到端部的挠度如下表所示， 得到梁端部在收到力为100kN时Y方向的位移云图： 将理论计算结果与ansys分析结果比较如下表：
通过比较可得，理论值与软件模拟结果非常接近，在力学的学习中只要能熟练的掌握理论知识，在软件模拟过程中便可做到心中有数，在本实验中理论值是通过材料力学中得一些假设得到的一个解析解，而实验也是用了相同的假设，并将梁离散为十个单元，得到数值解，因此和理论值的误差是不可避免的，通过增加离散单元的个数可以有效的减少误差，但是增大了计算量，因此在实践中，只要选取合适的离散单元数，能够满足实践要求即可，这就需要有更加扎实有限元知识作为指导。 通过本次试验，让我对力学知识及力学知识的应用有了更进一步的了解，对今后的学习应该有一定的指导意义。 附：ansys命令流 /TITLE,liangfenxi /PREP7 !* ET,1,BEAM188 !* !* MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,,2e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3 SECTYPE, 1, BEAM, CSOLID, q, 0
史上最全工程施工全过程详解，没有之一！！ 2015-07-22 来源：微信公众号“建筑经济与管理” 一、前期施工准备阶段 地质勘察 地质单位受建设单位的委托，据设计提供的相关资料，对拟建场地通过各种勘察手段和方法对地质结构或地质构造：地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质等，做出分析评价出具详细的“岩土工程勘察报告”，为设计和施工提供所需的工程地质资料。
文物勘察 根据国家文物保护法相关规定：进行基本建设工程，建设单位应当事先报请政府文物行政部门组织从事考古发掘的单位在工程范围内有可能埋藏文物的地方进行考古调查、勘探。 考古调查、勘探中发现文物的，由省、自治区、直辖市人民政府文物行政部门根据文物保护的要求会同建设单位共同商定保护措施；遇有重要发现的，由省、自治区、直辖市人民政府文物行政部门及时报国务院文物行政部门处理。 建筑边坡与深基坑工程的设计方案评审 设计方案评审是指县级以上住房城乡建设主管部门或其委托机构依据国家、地方有关技术规范和相关的强制性条文，对建筑边坡与深基坑工程设计方案进行的安
全、经济、合理等方面的技术性论证。其目的是：为加强对建筑边坡与深基工程的管理，确保建设工程及其相邻建（构）筑物和地下管线、道路的安全，土方开挖图确定后，依据国家相关规定:建设单位应委托评审组织机构对建筑边坡与深基坑工程的设计方案进行评审。 工程测量定位 是指建筑工程开工后的第一次放线，建筑物定位参加的人员是：城市规划部门（下属的测量队）及施工单位的测量人员（专业的），根据建筑规划定位图进行定位，最后在施工现场形成（至少）4个定位桩。放线工具为“全站仪”或“比较高级的经纬仪。
题目：应变片课程设计 悬臂梁的应力测试 2015 年 1 月
一、力学篇应变实验课程设计细则 ------------------- 3 二、实验器材 ------------------------------------- 4 三、实验预想步骤 --------------------------------- 4 四、实验操作步 ----------------------------------- 5 五、实验数据及分析 ------------------------------- 8 六、电阻应变片的选择 ----------------------------- 8 七、电阻应变片的粘贴工艺 ------------------------ 18 八、实验心得 ------------------------------------ 20
前言 应变式传感器可以用来检测：位移压力力矩应变温度湿度光强辐射热加速度液体流量等物理参数。目前是国内外应用量最为广泛的一种传感器，它在世界上占各类传感器80%以上。 本次课程设计根据实验室条件和应变式传感器的特点，从应变片粘贴工艺要求设计机械结构测点布置应变片电源电路应变片补偿电路检测误差分析构建圆筒偏载试验等为题，使学生从简单受力结构分析入手，运用计算机模拟软件确定测点布置，结合动手具体粘贴应变片，对应变片实测数据校准整定；从而完成一个完整的测试工作。 一、任务设计与要求 1 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析简支梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性； 2 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析悬臂梁受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性； 3 应用力学知识（理论力学材料力学），运用软件ansys分析传动轴受力集中区，确定测点布置位置，采用钢板尺作为测试对象，验证理论分析和仿真分析及实验分析的结果一致性；
《弹性理论及其工程应用》课程三级项目说明书 学生姓名：李志鹏 专业班级： 10级工设一班 指导教师：周庆田 得分：
一、设计任务 使用matlab 软件对端部受集中载荷的悬臂梁进行数值分析 具体内容 1. 对悬臂梁进行应力及位移分析，并以云图形式给出结果。 2. 由图形结果确定梁最易折断部分。 1.首先讨论梁内应力分布。 其边界条件为: (σx )0x ==0; (τxy )h ±=y =0; (σy )h ±=y =0; F= -? +-h h dy xy τ σx = 2 f 2y ???= xy c 1 (a) (f ?为应力函数） 双调和方程为：4 4x f ???+ 2 2 2 4y x f ????+ 4 4y f ???=0 （b ） 通过对（a ）、（b ）两式积分可得： )(2)(673622 2c y c x c y c x f y +++=??= ?σ （c ） 4322212232 1c x c x c y c y x f xy ----=???-=?τ （d ）
2.系数的确定 由上述边界条件及（c ）、（d ）可得： 07632 ====c c c c ; 2 14 21h c c -= ; I F h F c -=-=3123δ ( 3 3 2h I δ=为截面对中性轴的截面二次矩【惯性矩】) 至此，所有常数均已求出，于是可得应力场： I Fxy x - =σ 0=y σ )(222 y h I F xy --=τ 3.然后讨论梁内位移分布 （1）应用应变位移关系及胡克定律，由应力场方程可得出： )](2[)1(222x y h I F E G x v y u EI Fxy E y v EI Fxy E x u xy xy y y x --+===??+??=-==??-===??ντγννσεσε 通过对上式积分得到位移表达式：
基于ANSYS 10.0 对悬臂梁的强度及变形分析 姓名：刘吉龙 班级：机制0803班 学号：200802070516
对悬臂梁的受力及变形分析摘要：本研究分析在ANSYS10.0平台上，采用有限元法对悬臂梁进行强度与变形分析、验证此悬臂梁设计的合理性。 一、问题描述 长度L=254 mm的方形截面的铝合金锥形杆，上端固定，下端作用有均布拉力P=68.9 Mpa，上截面的尺寸50.8×50.8 mm，下截面尺寸25.4×25.4 mm（见右图），弹性模量E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0.3，试用确定下端最大轴向位移δ和最大轴向应力。试将分析结果与理论解进行比较，说明有限元分析的误差。（理论解：最大轴向位移δ=0.1238 mm）。 二、建立有限元模型： 定义模型单元类型为：solid（实体）95号单元，材料常数为：弹性模量 E=7.071×104 Mpa，泊松比μ=0.3。 三、有限元模型图： 建立有限元模型时，观察模型的形状可知，我们可以先建立模型的上下底面，再根据有上下底面形成的八个关键点（keypoints）生成线，接着生成面，生成体。最后生成该悬臂梁的模型图，示图如下：
整个模型建立好之后即可对其划分网格，划分网格时，若选择自由划分则生成的网格比较混乱，不能比较准确的模拟该梁真实的受力变形情况。故我们选择智能划分模式，并且分别对模型的各个棱边（lines）进行均匀分割，这样可以划分出比较理想的网格，更利于我们的研究和分析。网格划分之后的模型图为： 四、加载并求解： 根据该悬臂梁的受力特点，我们在其下底面（比较大的底面）上进行六个自由度的位移约束，而在其上地面上施加大小为P=68.9 Mpa均布拉力，将载荷加载好之后便可进行运算求解，求解完成之后，我们得到其位移变形图如下：
天津大学网络教育学院 本科毕业设计（论文） 题目：高层建筑结构受力特点和结构设计 完成期限：2017年7月6日至2017年11月20日 学习中心：江苏现代远程教育培训学院学习中心 专业名称：木工程 学生姓名：张永华 学生学号：151219052052 指导教师：张彩虹
摘要 高层建筑结构上的作用包括竖向荷载和水平荷载与作用。与一般建筑结构类似，高层结构的竖向荷载包括自重等恒载及使用荷载等楼面、层面活载；水平荷载与作用包括风荷载和地震作用，在高层建筑结构设计中水平荷载与作用占据主导和控制地位。高层建筑的平面开关多变，立体体型各种各样而且结构形式和结构体系各不相同。对这样复杂的空间结构体系进行内务计算和位移分析时，应考虑结构的受力和工作特点进行计算模型的简化，这样才能比较科学地确定其计算简图和受力体系。 关键词：高层建筑；建筑结构；结构的受力；计算模型；受力体系；
目录 1.竖向荷载 (5) 高层建筑的竖向载主要是恒荷载（结构自重）和楼面、层面活荷载（使用荷载）。 (5) 1.1恒荷载（结构自重） (5) 1.2楼面、层面活荷载 (5) 1.3活荷载的不利布置 (5) 2.风荷载、地震作用 (5) 3.温度和其他作用 (6) 4.高层建筑结构的受力特点和工作特点 (7) 4.1结构设计时，应考虑高层建筑结构的整体工作性能 (7) 4.2水平作用对高层建筑结构的影响占主导地位 (7) 4.3高层建筑结构具有刚度大、延性差、易损的特点 (8) 5.高层建筑结构的结构体系和结构布置 (8) 5.1高层建筑结构体系布置 (8) 6、工程实例 (9) 6.1 基础设计 (10) 6.2 上部结构设计 (10) 6、3 弹性动力时程分析结果 (12) 6. 4 斜柱区域受力分析 (12) 6. 5 连接体部分的整体计算 (12) 6. 6 结构性能设计 (12) 7.结论 (13) 7.1抗震性要足够高 (13) 7.2要具备足够高的灵活性 (13) 7.3高层建筑结构布置应该要规则、均匀 (13) 7、4高层建筑结构设计应该注意的问题 (13) 参考文献 (15) 致谢 (16)
第二个问题的实作范例1——悬臂梁受均布压力载荷的弯曲问题 1.问题描述与解析解 有一个如图0所示的悬臂梁（截面为10mm*10mm的矩形，长度100mm），受均布压力载荷10N/m2。试求出该悬臂梁的最大应力和最大挠度。 （它的解析解已经解完了，在图0的下面，挠度7.5e- 6mm，应力0.003MPa，即3000Pa。）
图0 悬臂梁的问题描述 2. 用CATIA中的工程分析模块（即CAE模块）求解该问题的思路 1）. 启动CATIA，建立一个悬臂梁的3D模型，设置单位，加材料。（这一步已经做完了。） 2）. 然后，进入工程分析模块，加固定约束，加均布载荷，求解，查看结果。 3）. 分析两次计算，第一次线性单元的边长为6mm，计算精度很低。第二次抛物线单元的边长为3mm， CATAI得到的挠度、应力与解析解基本一致。 3 在CATIA求解该问题的操作指导 1）. 启动CATIA，打开xuanbiliang目录下的xuanbiliang.CATPart文件，在该文件中的几何模型中已经加好了材料（钢）。 2）. 进入创成式零件有限元分析模块，如图1。之后点击“确定”，如图2。 图1
图2 3）. 在零件的有限元模块中选择 工具条中的 按钮，按照如图3所示的方式选择梁的一个端面，点击“确 定”，即可完成悬臂约束的施加。 （该约束限制了空间中的6各自由度。） 图3 4）. 选择 工具条中的 按钮，并选择悬臂梁的上表面，在pressure中输入10N_m2，如图4、图5。施加了载荷与约束的悬臂梁如图6。
图4 图5 图6 5）. 在特征树的finite element model.1——nodes and elements 下的 上双击，如图7。弹出如图8的对话框，在size中输入6mm的单元边长，点击确定。
初中物理最全受力分析 图组 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
受力分析 一、下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 二、下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 图 图2 图 图 图 图 图 图 11 图图 12 图 图 图 物体静止在斜面图图 图13 v 图15 v 图16 图14 物体处于静 物体刚放在传送带 图 物体随传送带一 图 图 物体处于静止（请画出 物体 图
三、分别对A 、B 两物体受力分析： F 图物体处于静F 图 v 图 物体刚放在传送带 图物体随传送带一 图28 杆处于静止状态，图29 杆处于静止状态，其 图30 杆处于静止状 图31 O A B C 图32 匀速上 图33 v v 图34 匀速下 A B F 图A 、B 两物体一A 、B 两物体均静 A B 图 F 图B v A A 、B 两物体一起匀速 A 、 B 、 C 两物体均静止 B C 图 A A v
（对物体A进行受力分析） (4) (6) (7) (5) (9 (8) (10) (11) (12) (1) (2) (3) 水平地面粗糙水平地面粗糙碗光滑
(13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) 滑轮重力不计 (22) (23) (24) 以下各球均为光滑刚性小
(28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A 静止 A 、 B 匀速运动 A 、 B 匀速运动 （37）（38）（39）（40）A 、B 、C 三者都静止，分别画出ABC 三者的受力图 分别画出各物块的受力分析图 弹簧处于压缩状态 O P Q B AO 表面粗糙，OB 表面光滑
线性静力学分析实例——以悬臂梁为例 线性静力学问题是简单且常见的有限元分析类型，不涉及任何非线性（材料非线性、几何非线性、接触等），也不考虑惯性及时间相关的材料属性。在ABAQUS中，该类问题通常采用静态通用（Static，General）分析步或静态线性摄动（Static，Linear perturbation）分析步进行分析。 线性静力学问题很容易求解，往往用户更关系的是计算效率和求解效率，希望在获得较高精度的前提下尽量缩短计算时间，特别是大型模型。这主要取决于网格的划分，包括种子的设置、网格控制和单元类型的选取。在一般的分析中，应尽量选用精度和效率都较高的二次四边形/六面体单元，在主要的分析部位设置较密的种子；若主要分析部位的网格没有大的扭曲，使用非协调单元（如CPS4I、C3D8I）的性价比很高。对于复杂模型，可以采用分割模型的方法划分二次四边形/六面体单元；有时分割过程过于繁琐，用户可以采用精度较高的二次三角形/四面体单元进行网格划分。 悬臂梁的线性静力学分析 1.1 问题的描述 一悬臂梁左端受固定约束，右端自由，结构尺寸如图1-1所示，求梁受载后的Mises应力、位移分布。 ν 材料性质：弹性模量3 = E=，泊松比3.0 2e 均布载荷：F=103N 图1-1 悬臂梁受均布载荷图 1.2 启动ABAQUS 启动ABAQUS有两种方法，用户可以任选一种。 （1）在Windows操作系统中单击“开始”--“程序”--ABAQUS 6.10 --
ABAQUS/CAE。 （2）在操作系统的DOS窗口中输入命令：abaqus cae。 启动ABAQUS/CAE后，在出现的Start Section（开始任务）对话框中选择Create Model Database。 1.3 创建部件 在ABAQUS/CAE顶部的环境栏中，可以看到模块列表：Module：Part，这表示当前处在Part（部件）模块，在这个模块中可以定义模型各部分的几何形体。可以参照下面步骤创建悬臂梁的几何模型。 （1）创建部件。对于如图1-1所示的悬臂梁模型，可以先画出梁结构的二维截面（矩形），再通过拉伸得到。 单击左侧工具区中的（Create Part）按钮，或者在主菜单里面选择Part--Create，弹出如图1-2所示的Create Part对话框。 图1-2 Create Part对话框 在Name（部件名称）后面输入Beam，Modeling Space（模型所在空间）设
1 混合结构体系 1.1混合结构体系概述 混合结构是指承重的主要构件是用钢筋混凝土和砖木建造的。如一幢房屋的梁是用钢筋混凝土制成，以砖墙为承重墙，或者梁是用木材建造，柱是用钢筋混凝土建造。由两种或两种以上不同材料的承重结构所共同组成的结构体系均为混合结构。混合结构,又可以说是砖混结构.虽然也用钢筋浇柱\梁,但墙体具是承重功能,不能乱拆. 特点：质量较框架略差,质量较好,寿命较长.造价略低，适合6层以下，横向刚度大，整体性好，但平面灵活性差。 分类：型钢柱+混凝土梁+混凝土筒归入混凝土结构 型钢柱/钢管混凝土+钢梁+混凝土筒归入型钢框架混凝土核心筒结构 1.2 实例工程项目概况 金茂大厦（JinMaoTower），又称金茂大楼，位于上海浦东新区黄浦江畔的陆家嘴金融贸易区，楼高420.5米，是上海目前第2高的摩天大楼（截至2008年）、中国大陆第3高楼、世界第8高楼。大厦于1994年开工，1999年建成，有地上88层，若再加上尖塔的楼层共有93层，地下3层，楼面面积27万8,707平方米，有多达130部电梯与555间客房，现已成为上海的一座地标，是集现代化办公楼、五星级酒店、会展中心、娱乐、商场等设施于一体，融汇中国塔型风格与西方建筑技术的多功能型摩天大楼，由著名的美国芝加哥SOM设计事务所的设计师Adrian Smith设计。因为中国人喜欢塔所以中国才把金茂大厦设计成这样。 1.3 实例工程项目结构选型与结构布置分析 其结构体系为巨型型钢混凝土翼柱+ 内筒混合结构体系。这种混合结构体系的巨型型钢混凝土柱和钢筋混凝土内筒通过刚性大梁构成一个整体的抗侧力体系, 而且其抗侧力体系的力矩很大, 效率很高。这种体系还可提供较大的使用空间, 其外围洞口可以做得很大。 2框架结构体系 2.1框架结构体系概述 框架结构是利用梁柱组成的纵、横向框架，同时承受竖向荷载及水平荷载的
悬臂梁在均布荷载下的应力状况 摘要：悬臂梁在现实生活中很常见，对于悬臂梁的分析采用弹性力学里的应力边界条件和平微分方程和相容方程进行求解计算分析，再结合材料力学的知识进行分析，深入系统的了解悬臂梁的手里特点。 关键词：静定梁、悬臂梁、弹性力学、材料力学、受力特点 现实生活中的房屋建筑中，存在很多的悬臂梁结构，身边的例子很多，例如 体育场的看台，城市里房屋的阳台，农村房屋中很多都有屋檐，而其都是靠悬臂梁的支撑才能结合上面的附属物件构成。现在我们就对悬臂梁的应力情况分别采用弹性力学和材料力学的相关知识进行分析 如图所示梁受荷载作用，求解其应力 1、弹性力学求解 解：本题是按应力求解的。 基本公式 x C xy h q C y C y h q y y x h q xy y x 123213332362)46(+=+--=-- =τσσ 1、在应力法中，应力分量在单连体中必须满足： y ql x ??? ? ??-20222qh ql l 202qh q o h /2 h /2 （l ＞＞h ，δ＝1）
（1）平衡微分方程；00=+??+??=+??+??y xy y x yx x f x y f y x τστσ （2）相容方程 () 02=+?y x σσ； （3）应力边界条件（在σs s =上）。 将应力分量代入平衡微分方程和相容方程，两者都能满足。 2、校核边界条件 （1）在主要边界上 04602123=???? ??+?=±=C h h q x h y xy ，即时，τ,由此得 h q C 231-= q C h C h h q q h y y -=++??? ? ??--=-=2133282,2即－时，σ，由此得 22q C - = 0==y h h y σ时，，将C 1、C 2代入后满足。 将C 1、C 2代入式（a ），得到应力公式： () ??? ? ??-=???? ??+--=--=14232232123222 23223h y h qx h y h y q y x h qy xy y x τσσ （b ） （2）再将式（b ）代入次要边界条件 00==xy x τ时， 33 4h y q x =σ，其主矢量为 0) (02 2==-?dy x h h x σ 而主矩为20 )(22 20qh ydy h h x x =?-=σ x =l 时，，其主矢量为； （2分） )46(323y y l h q x --=σql dy h h x xy -=?-=220)(τ)14(2322-=h y h ql xy τ，其
史上最全受力分析图组 【一】下面各图的接触面均光滑，对小球受力分析： 【二】下面各图的接触面均粗糙，对物体受力分析： 【三】分别对A 、B 两物体受力分析： 图1 图2 图3 图5 图6 图7 图9 F 图11 图10 图12 图8 图4 图19 物体静止在斜面上 v 图20 v 图21 v 图13 F v 图15 F v 图16 图14 F 物体处于静止 物体刚放在传送带上 图17 物体随传送带一起 做匀速直线运动 图18 F 图22 物体处于静止〔请画出物体 受力可能存在的所有情况〕 F 图23 v 图28 杆处于静止状态，其中 杆与半球面之间光滑 图29 杆处于静止状态，其中 杆与竖直墙壁之间光滑 图30 杆处于静止状态 图31 O A B C 图32 匀速上攀 图33 v v 图34 匀速下滑 A B F 图36 A 、 B 两物体一起 做匀速直线运动 A 、B 两物体均静止 A B 图37 F 图42 B v A A 、B 两物体一起匀速下滑 A 、 B 、 C 两物体均静止 B C 图38 F A 随电梯匀速上升 v (7) (9) (8) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24)
(28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) 三球静止 (25) (26) (27) 小球A静止 A、B匀速运动A、B匀速运动 〔37〕〔38〕〔39〕〔40〕A、B、C三者都静止，分别画出ABC三者的受力图 分别画出各物块的受力分析图 此环为轻环，重力忽略 弹簧处于压缩状态 A沿墙壁向上匀速滑动 O P Q AO表面粗糙，OB表面光滑 分别画出两环的受力分析图