材料力学-第八章叠加法求变形(3-4-5)
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弯曲变形粱的挠度与转角(一)挠曲线在外力作用下,梁的轴线由直线变为光洁的弹性曲线,梁弯曲后的轴线称为挠曲线。
在平面弯曲下,挠曲线为梁形心主惯性平面内的一条平面曲线v=f(x)(见图5-8-1)。
(二)挠度与转角梁弯曲变形后,梁的每一个横截面都要产生位移,它包括三部分:1. 挠度梁横截面形心在垂直于轴线方向的线位移,称为挠度,记作v。
沿梁轴各横截面挠度的变化规律,即为梁的挠曲线方程。
v=f(x)2.转角横截面相对本来位置绕中性轴所转过的角度,称为转角,记作θ。
小变形情况下,3.此外,横截面形心沿梁轴线方向的位移,小变形条件下可忽略不计。
(三)挠曲线近似微分方程在线弹性范围、小变形条件下,挠曲线近似微分方程为上式是在图5—8—l所示坐标系下建立的。
挠度w向下为正,转角θ顺时针转为正。
积分法计算梁的位移按照挠曲线近似微分方程(5—8—1),积分两次,即得梁的转角方程和挠度方程,即由第1 页/共6 页式中积分常数C、D,可由梁的边界条件来决定。
当梁的弯矩方程需分段列出时,挠曲线微分方程也需分段建立,分段积分。
于是全梁的积分常数数目将为分段数目的两倍。
为了决定所有积分常数,除利用边界条件外,还需利用分段处挠曲线的延续条件(在分界点处左、右两段梁的转角和挠度均应相等)。
用叠加法求梁的位移(一)叠加原理几个荷载同时作用下梁的任一截面的挠度或转角等于各个荷载单独作用下同一截面挠度或转角的总和。
(二)叠加原理的适用条件叠加原理仅适用于线性函数。
要求挠度、转角为梁上荷载的线性函数,必须满意: 1.材料为线弹性材料;2.梁的变形为小变形;3.结构几何线性。
(三)叠加法的特征1.各荷载同时作用下挠度、转角等于单独作用下挠度、转角的总和,应该是几何和,同一方向的几何和即为代数和。
2.梁在容易荷载作用下的挠度、转角应为已知或可查手册。
3.叠加法相宜于求梁某一指定截面的挠度和转角。
[例 5—8—1] 用积分法求图5—8—3所示各梁的挠曲线方程时,试问应分为几段?将浮上几个积分常数? 并写出各梁的边界条件和延续条件。