第六章 弯曲变形
- 格式:ppt
- 大小:8.72 MB
- 文档页数:73
第六章弯曲变形知识要点1、弯曲变形的概念1)、挠曲线弯曲变形后梁的轴线变为挠曲线。
平面弯曲时,挠曲线为外力作用平面内的平面曲线。
2)、平面弯曲时的变形在小变形情况下,梁的任意二横截面绕各自的中性轴作相对转动,杆件的轴线变为平面曲线,其变形程度以挠曲线的曲率来度量。
1》纯弯曲时,弯矩—曲率的关系(由上式看出,若弯曲刚度EI为常数则曲率为常数,即挠曲线为圆弧线)2》横力弯曲时,弯矩—曲率的关系3)、平面弯曲时的位移1》挠度2》转角挠度和转角的正负号由所选坐标系的正方向来确定。
沿y轴正方向的挠度为正。
转角的正负号判定规则为,将x轴绕原点旋转90°而与y轴重合,若转角与它的转向相同,则为正,反之为负。
4)、挠曲线近似微分方程5)、受弯曲构件的刚度条件,2、积分法求梁的挠度和转角由积分常数C、D由边界条件和连续性条件确定。
对于梁上有突变载荷(集中力、集中力偶、间断性分布力)的情况,梁的弯矩M(x)不是光滑连续函数,应用上式时,应分段积分,每分一段就多出现两个积分常数。
因此除了用边界条件外,还要用连续性条件确定所有的积分常数。
边界条件:支座对梁的位移(挠度和转角)的约束条件。
连续条件:挠曲线的光滑连续条件。
悬臂梁边界条件:固定端挠度为0,转角为0连续条件:在载荷分界处(控制截面处)左右两边挠度相等,转角相等简支梁边界条件:固定绞支座或滑动绞支座处挠度为0连续条件:在载荷分界处(控制截面处)左右两边挠度相等,转角相等连接铰链处,左右两端挠度相等,转角不等3、叠加原理求梁的挠度和转角1)、叠加原理各载荷同时作用下梁任一截面的挠度和转角等于各个载荷单独作用时同一截面挠度和转角的代数和。
2)、叠加原理的限制叠加原理要求梁某个截面的挠度和转角与该截面的弯矩成线性关系,因此要求:1》弯矩M2》4、弯曲时的超静定问题——超静定梁1)、超静定梁约束反力数目多于可应用的独立的静力平衡方程数的梁称为超静定梁,它的未知力不能用静力平衡方程完全确定,必须由变形相容条件和力与变形间的物理关系建立补充方程,然后联立静力平衡方程与补充方程,求解所有的未知数。
第六章 弯曲变形挠曲线的弯曲微分方程W=f(x)挠度 横截面形心(即轴线上的点)在垂直于x 轴方向的线位移, 转角 横截面对原来位置的角位移,称为该截面的转角可以是挠曲线上的点的切线方向与x 轴的夹角,也是改点的法线与横截面的夹角 【转角就是这一点的切线的斜正值为正的,负值为顺时针】规定转角顺时针为负值,逆时针为正值,而且剪力是顺时针为正值,逆时针为负值注意 用梁的轴线来代替梁弯矩规定下凸为正(叫做凹曲线)左顺右逆【使下侧受压为正】 梁的弯曲变形是很小的,在tan θ=θ值 在数学表达式中有|'1"w |p 1w +=中有二阶无穷小量 最后简化为 在规定的坐标系中, x 轴水平向右为正, w 轴竖直向上为正。
此时,挠度的二阶导数在挠曲线凹(下凸)时为正,反之为负。
【挠度的二阶导数是弯矩,一阶导数是转角正好有弯矩的定义对应起来】梁的挠曲线近似微分方程 在这公式中,只是纯弯曲,忽略了剪力和二阶无穷小量6---3用积分法求弯曲变形在挠曲线的某些点上,挠度和转角有时候是已知的 1()()M x x EIρ=()"M x w EI =1()d EIw M x x C '=+⎰12()d d EIw M x x x C x C =++⎰⎰积分常数的确定1.边界条件简支梁左右胶支座挠度为0;悬臂梁固定端挠度是零,转角也是零2.连续条件(1)挠度连续条件(2)转角连续条件3.感悟弯矩为零处转角取极值;转角为零处,挠度取极值【更加简单的是从挠度曲线上来判读】4.事实上:在简支梁中, 不论集中载荷作用于什么位置, 其最大挠度值一般都可用梁跨中点处的挠度值来代替, 精确度能够满足工程要求.技巧:(a )对各段梁,都是由坐标原点到所研究截面之间的梁段上的外力来写弯矩方程的.所以后一段梁的弯矩方程包含前一段梁的弯矩方程.只增加了(x-a)的项. 对于见对方对于简支梁的来说;中间作用一个集中力的话,要是判断那一段的挠度和转角的话,1 比较a 和b 的值,谁大挠度最大值就在那一侧;因为转角是在弯矩等于零的地方,所以可以知道转角一定会在 角支座处可能取得2比较集中力作用点的转角值得正负也可以判断6--4用叠加法求弯曲变形载荷叠加法和结构叠加法(逐段钢化法)在简支梁的一段作用的非集中载荷时候;要用积分的方法;取一小段dx 算出这一点的集度,再用第九栏的公式计算0)(a x M -+对于外伸梁一般用逐段钢化法;一般分为简支梁和固定端约束的梁;支点的简化时候有力和力偶两个(弯矩)[刚体作用时候是力可以平移的]剪力直接传递到支座上不引起变形6.5简单超静定梁独立平衡方程的数目的确定n次超静定梁寻求变形协调方程的关键是找到挠度的连接点6.6减小弯曲变形的一些措施改善机构的形式和载荷的作用方式,减小弯矩缩小跨度选择合适的截面形状工字形,等离对称轴较远的面例题中引入的是简支梁的三角形载荷;首先将载荷无限分解特别注意此时叠加的时候是积分2.简支梁部分载荷作用下的(载荷分布点的挠度和两端的转角)方法二的简化简支梁集中力在中间的作用下视为固定端约束3.对于外伸梁的端口的挠度和转角方法是固定的,一般有两种分段求变形(在脚支座的地方简化成力和弯矩,查表得出挠度和转角的表达式。