弹塑性力学-第十一章 塑性力学基础
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弹塑性⼒学第⼗⼀章标准详解第⼗⼀章习题答案11.3使⽤静⼒法和机动法求出图⽰超静定梁的极限载荷。
解1:(1)静⼒法⾸先该超静定梁(a )化为静定结构(b )、(c )。
分别求出其弯矩图,然后叠加,得该超静定梁的弯矩图(f )在极限情况下,A sB s M M M M =-=设C 点⽀反⼒为C R ,则:12C s R l Pl M -=- 1(2)C s R l l M -=由上⼆式得()()11142p M l l P l l l *-=-当P 值达到上述数值时,结构形成破坏机构,故P 为该梁的完全解。
(2)机动法设破坏机构如图(g ),并设B 点挠度为δ,则:11,(2)A C l l l θδθδ==-()1122B A C l l l l δθθθ=+=-外⼒功e W P δ=内⼒功()11142i A A B B s l l W M M M l l l θθδ-=+=-由e i W W =,可得极限载荷上限为()11142s l l P M l l l *-=-先将该超静定梁化为静定梁(b )、(c ),分别作弯矩图,叠加得该超静定梁的弯矩图(f )设A 点为坐标原点,此时弯矩⽅程为:()()()212B M x R l x q l x =---在极限状态时,有()0,0s x M M ==- ()11,s x x M x M == 令()0dM x dx=得1()B q l x R -= (1)⽽212B s R l ql M -=- (2)()()21112B s R l x q l x M ---= (3)联⽴解(1)、(2)、(3)得2122s s M qM ql l ??=-解得21122s M q l=取较⼤的值,可得0211.66sM q l ≈在以上0q 值作⽤下,梁已形成破坏机构,故其解为完全解。
(2)机动法如图(g )设在A 、C 两点形成塑性铰,2A B C θθθθθ=== 内⼒功为()23i s s s W M M M θθθ=--+=g 外⼒功为e W q x dx q l θθ**==由虚功原理i W W =得:0221211.66s s M M q q l l*=>≈该解与完全解的误差为 03%q q q **-≈解3:(1)静⼒法设坐标原点在C 点,此时弯矩⽅程为:BC 段(02x l ≤≤)21()2c M x R x qx =-AB 段(2l x l ≤≤)11()24c M x R x ql x l ?? =--在x ξ=处,M 为极⼤值,设ξ在BC 段,由()0x dM x dx ξ==得0c R q ξ-= cR qξ=(1)在极限情况下()s M l M =- , ()s M M ξ=即:238c s R l ql M -=- (2)21221889s M q l=取正号219.2s Mq l=由于此时形成破坏机构,故q 值完全解。