4–4剪力方程和弯矩方程·剪力图和弯矩图
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4-2 试写出下列各梁的剪力方程和弯矩方程,并作剪力图和弯矩图。
4-3 试利用载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系作下列各梁的剪力图和弯矩图。
4-4 试作下列具有中间铰的剪力图和弯矩图。
4-14 一根搁在地基上的梁承受载荷如图所示。
假设地基的反力按直线规律
连续变化。
试求反力在两端A点和B点处的集度q A和q B,并作梁的剪力图和弯矩图。
4-15 试作图示刚架的剪力图、弯矩图和轴力图。
4-22 厚度为h=1.5mm的钢带,卷成直径为D=3m的圆环,试求钢带横截面上的最大正应力。
已知钢的弹性模量E=210GPa。
4-25 矩形截面的悬臂梁受集中力和集中力力偶作用,如图所示。
试求截面m-m和固定端截面n-n上A、B、C、D四点处的正应力。
4-32 简支梁的荷载情况及尺寸如图所示,试求梁的下边缘的总伸长。
4-39 一矩形截面简支梁由圆柱形木料锯成。
已知F =5kN ,a =1.5m ,[σ]=10MPa 。
试确定弯曲截面系数为最大时矩形截面的高宽比h /b ,以及梁所需木料的最小直径d 。
4-48 一矩形截面木梁,其截面尺寸及载荷如图,q =1.3kN/m 。
已知[σ]=10MPa ,[τ]=2MPa 。
试校核梁的正应力和切应力强度。
4-52 图示木梁受一可移动的载荷F =40kN 作用。
已知[σ]=10MPa ,[τ]=
3MPa 。
木梁的横截面为矩形,其高宽比23=b h 。
试选择梁的截面尺寸。
轴,。
以表(a)(c)(1)(2) (3)≤ (4) 以剪力图是平行于轴的直线。
段的剪力为正,故剪力图在轴上方;段剪力为负,故剪力图在轴之下,如图8-12(b )所示。
由式(2)与式(4)可知,弯矩都是的一次方程,所以弯矩图是两段斜直线。
根据式(2)、(4)确定三点,, ,由这三点分别作出段与段的弯矩图,如图8-12(c )。
例8-4 简支梁受集度为的均布载荷作用,如图8-13(a )所示,作此梁的剪力图和弯矩图。
图8-13解 (1)求支反力 由载荷与支反力的对称性可知两个支反力相.即(2)列出剪力方程和弯矩方程 以梁左端为坐标原点,选取坐标系如图所示。
距原点为的任意横截面上的剪力和弯矩分别为x C l x AC x BC x x 0=x 0)(=x M a x =l Fabx M =)(l x =0)(=x M AC BC AB q A x解 (1)求支反力 由静力平衡方程,得(2)列剪力方程和弯矩方程 由于集中力作用在处,全梁内力不能用一个方程来表示,故以为界,分两段列出内力方程段0<≤ (1)0≤< (2)段 ≤< (3)≤≤(4) (3) 画剪力图和弯矩图 由式(1)、(3)画出剪力图,见图8-14(b );由式(2)(4)画出弯矩图,见图8-14(c )。
二、弯矩、剪力与分布载荷集度之间的微分关系在例8-4中,若将的表达式对取导数,就得到剪力。
若再将的∑=0)(x M A ∑=0)(x M B m C C AC l mF x F A Q ==)(x a xl m x F x M A ==)(x a BC l mF x F A Q ==)(a x l mx l mm x F x M A -=-=)(a x l )(x M x )(x F Q )(x F Q表达式对取导数,则得到载荷集度。
这里所得到的结果,并不是偶然的。
实际上,在载荷集度、剪力和弯矩之间存在着普遍的微分关系。
现从一般情况出发加以论证。