结构力学第8章
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结构力学第8章位移法位移法是结构力学中一种常用的分析方法。
它基于结构物由刚性构件组成的假设,通过计算结构在外力作用下产生的位移和变形,进而推导出结构的反力和应力分布。
位移法的基本思想是将结构的局部位移组合成整体位移,通过建立位移和反力之间的关系,解决结构的力学问题。
位移法的分析步骤通常包括以下几个方面:1.建立结构的整体位移函数。
位移函数是位移法分析的基础,通过解结构的运动方程建立结构的位移与自由度之间的关系。
2.应用边界条件。
根据边界条件,确定结构的支座的位移和转角值。
支座的位移和转角值可以由结构的约束条件和外力产生的位移计算得出。
3.构建位移方程组。
将结构的整体位移函数带入到结构的平衡方程中,得到位移方程组。
位移方程组是未知反力系数的线性方程组。
4.解位移方程组。
通过解位移方程组,求解未知反力系数。
可以使用高斯消元法、克拉默法则或矩阵方法等解方程的方法求解。
5.求解反力和应力分布。
通过已知的位移和未知的反力系数,可以计算出结构的反力和应力分布。
这些反力和应力分布可以进一步用于结构的设计和评估。
位移法的优点是适用范围广泛,适合复杂结构的分析。
它可以处理线性和非线性的结构,包括静力学和动力学的分析。
同时,位移法具有较高的精度和准确度,在结构的分析和设计中得到广泛应用。
然而,位移法也存在一些限制。
首先,位移法假设结构是刚性的,忽略了结构的变形和位移过程中的非线性效应。
其次,位移法需要建立适当的位移函数,对于复杂结构来说,这是一个复杂和困难的任务。
此外,位移法在处理大变形和非线性结构时可能会遭遇困难。
综上所述,位移法是结构力学中一种重要的分析方法。
它通过计算结构的位移和变形,推导出结构的反力和应力分布,为结构的设计和评估提供基础。
然而,位移法也存在一些限制,需要在具体的分析问题中谨慎应用。