结构力学第七章位移法
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位移法结构力学知识点概念讲解位移法是结构力学中常用的一种分析方法,通过计算结构的位移来求解结构的内力、应力和变形等问题。
它的基本思想是建立结构的位移与应力之间的关系,并利用位移方程和边界条件,求解结构的位移分布,进而获得结构内力、应力和变形等信息。
1.位移概念:结构的位移是指结构中各点相对于参考点的位置变化量。
通常用向量形式表示,位移向量包含所有结构节点的位移分量。
位移分量包括两个方向的位移:横向位移和纵向位移。
横向位移是结构在水平方向上的位置变化,纵向位移是结构在垂直方向上的位置变化。
2.位移分布方程:位移分布方程是描述结构位移与应力之间关系的基本方程。
根据结构的力学特性和边界条件,可以建立位移方程。
一般情况下,位移方程包含多个线性方程,通过求解这些方程组,可以得到结构的位移分布。
常用的位移分布方程包括静平衡方程、变形方程和边界条件等。
3.静平衡方程:静平衡方程是结构力学中最基本的方程之一,它描述结构受力平衡的条件。
根据牛顿第二定律,结构的受力和位移之间存在其中一种关系。
通过建立结构受力平衡的方程,可以获得结构的位移分布。
4.变形方程:变形方程是位移法分析中的重要概念,它用来描述结构的变形与应力之间的关系。
根据结构力学理论,结构受到外力作用时,会发生形变,形成内力和应力。
通过建立变形方程,可以求解结构内力和应力分布。
5.边界条件:边界条件是位移法中必须考虑的条件,它是解决位移方程的关键因素。
边界条件主要包括结构的支座约束条件和结构受力边界条件。
支座约束条件指明结构的一些节点固定或受到特定的位移限制,受力边界条件指明结构的一些部分受到特定的外力或力矩作用。
6.内力和应力计算:通过求解结构的位移分布,可以计算得到结构的内力和应力。
内力是指结构中各点所受的力的大小和方向,包括轴力、剪力和弯矩等。
应力是指结构内部各点处的应力大小和方向,包括正应力和剪应力等。
7.变形计算:位移法可以用来计算结构的变形情况,包括横向变形和纵向变形。