材料力学第7章 弯曲变形[精]
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第7章-梁的弯曲变形(总32页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第7章 梁的弯曲变形与刚度梁弯曲变形的基本概念7.1.1 挠度在线弹性小变形条件下,梁在横力作用时将产生平面弯曲,则梁轴线由原来的直线变为纵向对称面内的一条平面曲线,很明显,该曲线是连续的光滑的曲线,这条曲线称为梁的挠曲线(图7-2)。
梁轴线上某点在梁变形后沿竖直方向的位移(横向位移)称为该点的挠度。
在小变形情况下,梁轴线上各点在梁变形后沿轴线方向的位移(水平位移)可以证明是横向位移的高阶小量,因而可以忽略不计。
挠曲线的曲线方程:)(x w w = (7-1)称为挠曲线方程或挠度函数。
实际上就是轴线上各点的挠度,一般情况下规定:挠度沿y 轴的正向(向上)为正,沿y 轴的负向(向下)为负(图7-4)。
必须注意,梁的坐标系的选取可以是任意的,即坐标原点可以放在梁轴线的任意地方,另外,由于梁的挠度函数往往在梁中是分段函数,因此,梁的坐标系可采用整体坐标也可采用局部坐标。
7.1.2 转角梁变形后其横截面在纵向对称面内相对于原有位置转动的角度称为转角(图7-3)。
转角随梁轴线变化的函数:)(x θθ= (7-2)称为转角方程或转角函数。
图7-3 梁的转角)(x 图7-2梁的挠曲线由图7-3可以看出,转角实质上就是挠曲线的切线与梁的轴线坐标轴x 的正方向之间的夹角。
所以有:xx w d )(d tan =θ,由于梁的变形是小变形,则梁的挠度和转角都很小,所以θ和θtan 是同阶小量,即:θθtan ≈,于是有:xx w x d )(d )(=θ (7-3) 即转角函数等于挠度函数对x 的一阶导数。
一般情况下规定:转角逆时针转动时为正,而顺时针转动时为负(图7-4)。
需要注意,转角函数和挠度函数必须在相同的坐标系下描述,由式(7-3)可知,如果挠度函数在梁中是分段函数,则转角函数亦是分段数目相同的分段函数。