挠曲线方程
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主要内容及重点:计算弯曲变形的积分法、叠加法弯曲刚度计算梁的超静定问题1.弯曲变形工程中的弯曲变形问题2.1、挠曲线OB—平面弯曲时,梁变形后轴线。
在xoy 平面内的一条连续、光滑的弹性曲线。
PyxBA(梁弯曲变形的两个基本量)(1)挠度:梁变形后,横截面的形心在垂直于梁轴线(x 轴)方向上所产生的线位移,称为梁在截面的挠度。
一般情况下,不同横截面的挠度值不同。
横截面挠度随截面位置(x 轴)而改变的规律用挠曲线方程表示。
即:)(x f y =y AP x由梁弯曲的平面假设可知:梁的横截面变形前垂直于轴线,变形后仍垂直于挠曲线。
:曲线OAB 在A 点的切线与X 轴间的夹角θABAy AP xθA)挠度与转角的关系挠曲线切线的斜率:θtg dxdy=工程中θ极小:θθtg ≈)(x f dy′==θzEI M =ρ1zEI x M x )()(1=ρOBPyxBPx23222])d d (1[d d )(1xw x w x +±=ρz EI x M xw x w)(])d d (1d d 23222=+zEI x )(ρzEI x M x w )(d d 22=±zEI x M x w )(d d 22=±o>0d 2M>0d 2d 2<0oM<02d zEI Mx w =22d d -挠曲线近似微分方程线弹性范围适用对于等直梁)(x M x w EI z =22d d Cx x M xwEI x EI z z +=∫d )(d d )(=θDCx x x x M x w EI z ++=∫∫d d )()(C 、D :积分常数边界条件已知的挠度及转角光滑连续性PM(x)=F P (L-x)xF L F x L x M xwP P 22))(d −=−=DCx x F x F ++−=3P 2P 6121)θA =0 x =0 时w A =0C=0 D=0)()(x L EI xF x z −22P =θ)3(6)(2P x L EI xF w z−=θEI LF 22P max =θL F w 3P =Pmaxm a xθC x F Lx F x EI P Z +−==2P 21)(θmaxy maxB θ解:建立坐标、写弯矩方程)段:(20lx AC <≤)段:(l x lCB ≤<2BCL/2L/2xxPxx 21)(=)2(21)(lx P Px x M −−=Px1)=)(1)(lx P Px x y EI −−=′′一次:利用边界条件确定积分常数:12141C Px EI Z +=θ1131121D x C Px y EI Z ++=2222)2(241C l x P Px EI Z +−−=θ22332)2(6121D x C l x P Px y EI Z ++−−=⇒==右左右左,C C C C y y θθ2121DDC C ==2100D D y x A =⇒==,02Pl C C y l x B −==⇒==,maxy maxB θBCpL/2164Z 224EI Z )1612(23x Pl Px Z −]16)2(6121[12332x Pl l x P Px EI y Z −−−=max0θ,,l x ==ZEIPl 162max∓=θmax2y lx ,=ZEIPl y 483max−=maxy maxB θBCpx思考:在用积分法求梁的转角和位移过程中,何时需要考虑静力关系、物理关系、变形协调关系?静力关系:支反力、弯矩计算物理关系:挠曲线近似微分方程变形协调关系:积分运算及边界条件图示纯弯曲悬臂梁的挠曲线应为一圆弧线,而由积分法求得的梁挠曲线为二次抛物线为什么?近似微分方程获得的梁挠曲线近似解自由端B 处挠度的精确解:EIxM v e 22=()+−=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+−=−=43242!4!2cos 1lM l M v e e BBB θθρθρ1222211)()()(a x m x Lm x M x L mx M −−==2a a 2a x2()2)(452)(2)(222222211a x q a x qa x q x M x q x M −+−+−−==5.用叠加法求弯曲变形叠加法:当梁上同时作用几个荷载时,在小变形情况下,且梁内应力不超过比例极限,则每个荷载所引起的变形(挠度和转角)将不受其它荷载的影响。