弯矩方程的二阶导数是转角方程
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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。
工程力学(2)复习资料一、复习知识点1、直径为D 的实心轴,两端受扭转力偶作用,轴内最大剪应力为τ,若轴的直径改为D /2,则轴内的最大剪应力变为8τ。
(提示 )2.圆轴扭转,横截面上任意点处的切应力沿半径成线性变化。
3、空心圆截面外径为D ,内径为d ,其抗弯截面系数为。
4、脆性材料的极限应力为材料的强度极限,塑性材料的极限应力为材料的屈服极限。
5.简支梁在集中力作用处,其剪力图发生突变;在集中力偶处,其弯矩图发生突变。
6、梁纯弯曲时,横截面上最大正应力发生在距离中性轴最远的各点处,在中性轴处正应力为零。
矩形截面梁横力弯曲时,横截面上最大切应力发生在中性轴上。
7、图示矩形截面对z 、y 两形心轴的惯性矩分别为33121,121hb I bh I y z ==8、设矩形截面对其一对称轴z 的惯性矩为I z ,则当长宽分别为原来的2倍时,该矩形截面对z 的惯性矩将变为16I z 。
9、梁发生平面弯曲时,其纵向纤维既不伸长也不缩短的一层称为中性层。
10、横力弯曲矩形截面梁横截面上的最大切应力是横截面上平均应力值的1.5倍。
11、横力弯曲圆形截面梁横截面上的最大切应力是横截面上平均应力值的4/3倍。
12、.梁的横截面对中性轴的静矩等于零。
13、.梁的弯曲应力公式zW M max max =σ适用于矩形截面形状的梁。
14、梁的弯曲变形中,挠度y 与转角θ间的微分关系式是dx dy ≈θ;15、梁的弯矩方程对轴线坐标x 的二阶导数等于集度q 。
16、平面应力状态下,不等于零的主应力有1个或2个;空间应力状态下,不等于零的主应力有3个。
用单元体表示点的应力状态,在主平面上切应力一定为零。
17、应力圆上的一个点的坐标值就是单元体上某一截面的应力值,所以应力圆和单元体有着一一对应的关系。
pW T =τ18、 受力构件内单元体各主平面相交成90度角。
19、第一、二强度理论主要适用于脆性材料,如铸铁、木材等。
第三、四强度理论主要适用于塑性材料。
弯矩曲率弯矩是结构力学中的重要概念之一,它描述了材料在受力作用下的弯曲情况。
曲率则是描述曲线弯曲程度的物理量。
弯矩和曲率在结构设计以及材料力学等领域都有广泛的应用,对于研究物体在受力作用下的变形和破坏具有重要意义。
首先来介绍弯矩。
弯矩是指在材料受到弯曲作用时,在截面上产生的力矩,也可以理解为材料截面上的弯曲力。
对于一根梁而言,如果在一段截面上的外力作用产生的力矩大于其截面内部的抵抗力矩,则梁将发生弯曲变形。
弯矩大小与外力的大小和作用点到截面的距离有关。
一般可以通过应力和截面形状来求解弯矩。
在力学中通过材料的横截面上剪应力为零的状态称为悬臂点,而不同截面上的悬臂点之间的距离即为弯矩。
弯矩的大小对于物体的变形和破坏有着重要的影响。
当弯矩作用到一定程度时,材料内部的应力将超过其抗弯强度,引起横截面的破坏。
因此在结构设计中,需要根据材料的弯曲特性以及所受到的外力大小来确定合理的截面形状以及材料的选择,以保证结构在使用过程中能够满足强度和刚度的需求。
接下来我们来介绍曲率。
曲率是描述曲线弯曲程度的物理量,一般表示为k。
在数学中,曲率定义为曲线上某一点处的切线与曲线在该点处的夹角的弧度表示。
曲率值越大,曲线的弯曲程度就越大。
曲率的计算方法有多种,其中一种常见的方法是通过曲线的二阶导数来计算。
曲率在物理学和几何学中具有广泛的应用,例如天体运动、光学、流体力学等。
曲率也与弯矩有着密切的关系。
在梁的弯曲中,曲率可以描述梁截面的弯曲程度。
当外力作用在梁上产生弯矩时,曲率的大小与弯矩呈正相关关系。
具体而言,当梁受到均布载荷或集中载荷作用时,曲率在材料横截面上是沿着梁轴方向变化的,通常是两端较大,中间较小。
而曲率变化的大小与受力区域的长度和横断面形状有关。
当曲率超过材料的允许极限时,材料将发生失稳和破坏。
综上所述,弯矩和曲率是结构力学中重要的概念,对于研究物体在受力作用下的变形和破坏具有关键意义。
弯矩描述了在材料受到弯曲作用时产生的力矩,而曲率则描述了曲线的弯曲程度。
二阶弯矩中二阶是什么概念?
我有几个概念不清楚如:二阶弯矩,二阶弹塑性分析,我只是不明白二阶是什么概念,是不是有平方项,如展开的幂级数?请指教!
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请将标题列示清楚,方便检索。
举一个简单的例子,有一根立柱,上部受一集中水平力和竖向力,在没有变形时,只有水平力对立柱下端产生弯矩。
这样柱顶必然有水平位移,这时竖向力因为水平位移必然对柱子产生一个弯矩,这种弯矩就是二阶弯矩。
二阶弯矩就是指轴力产生的次弯矩。
二阶弹塑性分析就是考虑非线性
对很多结构,常以未变形的结构作为计算图形进行分析,所得结果足够精确。
此时,所得的变形与荷载间呈线性关系,这种分析方法称为几何线性分析,也称为一阶(First Order)分析。
而对有些结构,则必须以变形后的结构作为计算依据来进行内力分析,否则所得结果误差就较大。
这时,所得的变形与荷载间的关系呈非线性分析。
这种分析方法称为几何非线性分析,也称为二阶(Second Order)分析。
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来自《结构稳定理论》,夏志斌,潘有昌,高等教育出版社,1988,pp12。
上面的论述仅涉及几何线性与非线性,那么什么叫“二阶弹塑性分析”呢?以变形后的结构作为计算依据,并且考虑材料的弹塑性(材料非线性)来进行结构分析,就是二阶弹塑性分析。
弯矩方程的二阶导数
弯矩方程的二阶导数是一个重要的概念,它被用来描述完整的弯曲结构。
它表示为一个定义了弯曲曲线的函式的二阶微分。
一般可以用两种方法来求解弯矩方程的二阶导数:
一、按元素划分:
1、弯矩方程的一阶导数:
它表示为把一个弯曲曲线每个元素一分为二,即求出每个元素对弯曲曲线函数的偏导。
它可以用求偏导指数函数的方法来解决。
2、弯矩方程的二阶导数:
它也可以把每一个元素一分为二,然后求出每个元素对函数弯曲曲线的二阶偏导。
它通常用数值积分的方法来解决。
二、按曲线表示的方式:
1、按弯曲面的表示:
通过用参数方程对弯曲面按x,y以及z轴做投影,将弯曲曲线表示出来,然后可以用复合函数和复合函数求导的方法求解弯矩方程的二阶导数。
2、按曲线表示:
通过用曲线表示弯曲曲线,可以采取形式化方法,在特定的参数下用
曲线的积分方法,求取弯矩方程的二阶导数。
总结:
弯矩方程的二阶导数是一个重要的概念,它用来描述完整的弯曲结构。
它的求解通常可以采用分别按元素划分和按曲线表示的方法。
其中按
元素划分时一阶导数可以用求偏导指数函数的方法来解决,而二阶导
数则可以通过数值积分的方法来求解;按曲线表示时,可以采取形式
化方法,在特定的参数下用曲线的积分方法求取弯矩方程的二阶导数。
弯曲内力中,弯矩的一阶导数什么是弯曲内力?弯曲内力是一种在物体中产生弯曲作用时所产生的内力,而弯矩也是一种弯曲内力。
曲内力对物体来说具有很重要的作用,它能够有效地分析和研究物体的弯曲变形及其弯曲极限等问题,因此在工程设计和分析工作中,我们需要了解弯曲内力中的弯矩的一阶导数才能给我们带来有用的信息。
那么,弯曲内力中的弯矩的一阶导数是什么呢?弯矩的一阶导数就是由弯曲内力对物体引起的弯矩的折线方程。
程中的一阶导数可以用来表示物体因受到弯曲内力的瞬时作用而引起的变形的变化程度,这里涉及到两个变量,一是物体的质量,另一个是受力的方向。
在一般情况下,当物体受到弯曲内力时,它弯曲时会形成一个曲线,这个曲线就是弯矩的一阶导数,我们可以利用它来确定物体当前的变形状况和物体弯曲极限大小。
弯矩的一阶导数的求解方法有多种,其中最常用的是积分法。
分法的求解公式为:弯矩M=m*Δ(s/s0),其中m表示受力的方向,s表示物体受力时角度的变化,s0表示物体受力时初始角度,Δ表示对偶变量。
此外,还可以利用数值计算的方法求解弯矩的一阶导数,数值计算的步骤一般需要利用计算机软件模型进行仿真,根据仿真得出的变形参数和折算参数,再求得实际的弯矩一阶导数。
在应用弯矩的一阶导数的时候,要首先确定受力的方向,这是因为在弯曲内力的作用下,物体只有在受力的方向上才会有变形,而不会在其它方向上变形,所以受力的方向决定了构件的变形情况。
此外,要应用弯矩的一阶导数,还要考虑到物体的质量,质量越大,受力的作用就越大,弯矩的一阶导数的值就越大,反之如果质量较小,受力的作用就较小,弯矩的一阶导数的值就较小。
最后,要将求得的弯矩一阶导数与设计要求进行比较,然后再根据比较结果决定是否需要进行调整,以使构件在受力的情况下能够达到所要求的强度和变形尺寸。
由此可见,了解弯矩的一阶导数对于工程设计和分析工作来说至关重要,它们可以帮助我们确定物体的变形情况,并对结构的强度和变形尺寸有较好的控制。
弯曲内力中,弯矩的一阶导数弯曲内力中,弯矩的一阶导数是一个很重要的概念,也被称为弯曲应力。
它描述的是一个物体在受外力作用时怎样改变形状,以及在受外力作用时可能产生的形变。
弯曲内力对于工程学和结构力学学科的研究至关重要,因为它提供了关于物体在拉伸和压缩的反应,以及在弯曲的情况下如何受到外力影响的理解。
弯矩变化是一阶导数,它描述了物体在外力影响下发生形变的速度。
它可以用来描述物体受力后发生形变的方式,以及物体在被弯曲时如何改变结构。
这一概念非常重要,因为它能够帮助工程师和科学家们更好地理解建筑物、桥梁或者任何其他结构在受外力作用时如何变形。
弯曲内力的一阶导数是由拉力和线性截面来解释的,其中拉力描述的是物体的变形方式,而线性截面则描述的是物体的变形程度。
拉力越大,则物体变形越快,变形程度也就越大。
换句话说,拉力越大,则拉力受外力影响时,物体受到的变形就越大。
而线性截面描述的是一个物体变形的最大程度,即在拉力和线性截面的共同作用下,物体的变形程度为多少。
同时,弯曲内力的一阶导数还可以用来计算特定结构的抗拉力和抗压力能力。
可以通过测量一个物体在受外力作用后的变形量,然后结合线性截面的描述,来计算它的抗拉力和抗压力能力。
通过这种方式,可以更好地预测某种受力状态下,一个特定结构可能会出现的问题,从而避免建筑和工程物体发生破坏的情况。
最后,弯曲内力中,弯矩的一阶导数还可以用来对不同材料的抗拉力性能进行对比。
由于材料的特性不同,其受拉力的变形程度也有所不同,因此,可以比较不同材料的弯矩一阶导数,来评估它们的抗拉力性能。
也就是说,可以通过研究不同材料在相同长度下的抗拉力变形程度,来确定哪种材料具有更强的抗拉力性能。
总之,弯曲内力中,弯矩的一阶导数是一个非常重要的概念,它可以有助于我们更好地理解物体在受拉力和压缩的情况下如何变形,并可以在工程学和结构力学的研究中发挥重要作用。
此外,弯矩的一阶导数还可以用来计算特定结构的抗拉力和抗压力能力。
弯矩和转角的关系
嘿,咱今天就来唠唠弯矩和转角的关系。
你说这弯矩啊,就像是个调皮的小家伙,总是在结构里捣乱。
它呀,会让那些梁啊柱啊的产生弯曲。
而转角呢,就像是这个弯曲的程度的记录员。
想象一下,一根直直的棍子,突然受到了弯矩的影响,开始弯啦,这一弯可就有了角度,这就是转角啦。
它们俩就像是一对欢喜冤家,弯矩一出现,转角就跟着来。
有时候啊,弯矩大一点,转角就变得大一些,就好像弯矩在对转角说:“嘿,跟我一起变厉害呀!”要是弯矩小了呢,转角也就不情不愿地变小了,好像在嘟囔:“哼,就不能让我多表现表现嘛。
”
咱生活中也能看到它们的影子呢。
就好比说那弯曲的扁担,挑着重物的时候,那就是弯矩在使劲,而扁担弯曲的角度就是转角啦。
或者是那种弯弯的拱桥,那也是弯矩和转角合作的杰作呀。
它们的关系其实挺简单的,但又很重要。
没有弯矩,转角就没啥事干;没有转角,我们也没法直观地知道弯矩干了啥坏事。
总之呢,弯矩和转角就是这样相互关联着,在我们身边的各种结构里默默地发挥着作用。
我们可能平时不会特意去注意它们,但它们确实一直在那,维持着各种东西的稳定和平衡呢。
哎呀呀,说了这么多,其实就是想让你知道,这弯矩和转角的关系啊,就像我们生活中的好多小细节一样,看似不起眼,实则很关键呢!所以呀,可别小瞧了它们哟!哈哈,就说到这啦,下次再和你唠别的有趣事儿。
弯矩对x的二阶导数弯矩对x的二阶导数是在弯曲体上描述材料内部受力和变形情况的重要参数,它可以揭示物体受力后所产生的扭转情况。
在工程学和物理学中,弯矩对x的二阶导数被广泛应用于结构力学分析、材料力学研究和机械设计等领域。
我们来了解一下弯矩和弯曲体的概念。
弯矩是指在材料截面上由于外力作用而引起的扭转力矩,它是材料内部发生弯曲变形时产生的力矩。
而弯曲体是指受力后在截面内产生弯曲变形的物体。
在分析弯曲体的力学性质时,我们需要考虑弯曲体上各点的弯矩大小和分布情况。
而弯矩对x的二阶导数则是描述弯曲体上各点弯矩变化率的参数,它可以反映弯曲体上的局部弯曲情况以及对应的应力分布。
弯矩对x的二阶导数的计算可以通过应变-位移关系和力学平衡方程来实现。
首先,我们需要根据材料的弹性模量和截面形状等参数,计算出弯曲体在受力后的弯曲曲率。
然后,通过假设弯曲体为线弹性材料,利用力学平衡方程建立弯曲体上各点的受力关系。
最后,通过对这些受力关系求解,可以得到弯曲体上所有点的弯矩对x的二阶导数。
弯矩对x的二阶导数在工程学中有着广泛的应用。
在结构力学分析中,它可以帮助我们确定杆件、梁和板的弯曲刚度,从而评估结构的承载能力和变形性能。
在材料力学研究中,它可以揭示材料的弹性和塑性行为,以及材料的破坏机制。
在机械设计中,它可以指导我们设计和优化各种零件和装置的结构和性能。
弯矩对x的二阶导数还可以用于解决一些实际工程问题。
例如,在桥梁设计中,我们可以利用弯矩对x的二阶导数来确定桥梁的曲率和受力分布,从而保证桥梁的稳定性和安全性。
在航空航天领域,弯矩对x的二阶导数可以用于设计飞机机翼和航天器外壳的结构,以及评估它们在飞行过程中的性能。
弯矩对x的二阶导数是描述弯曲体内部受力和变形情况的重要参数。
它在工程学和物理学中有着广泛的应用,可以帮助我们分析结构力学问题、研究材料力学行为以及设计各种机械装置。
通过深入理解和应用弯矩对x的二阶导数,我们可以更好地理解和掌握弯曲体的力学性质,为工程和科学研究提供有力的支持。
本质区别。
弯矩是指构件的内部受力。
而挠度是指构件的变形程度。
弯矩是作用力的一种形式
挠度是在力的作用下弯曲变形时横截面形心沿与轴线垂直方向的线位移绕度是变形,单位是mm,cm等距离单位。
以平面弯曲是的位移中来定义挠度,它是指横截面形心在垂直于梁轴线方向上的线位移,用w表示
弯矩,是力的关系,其单位是N*M。
牛*米。
力乘以距离。
他们之间的关系。
不那么确定。
例如,如果一个1m长悬臂杆,其刚度为无穷大,那么在悬臂端受到1KN的力,其跨中弯矩就是
1KN*0.5m=0.5KN*M的弯矩,但是其为无穷刚度,所以跨中绕度=0
M=d2y/dx2 挠度方程的二阶导数等于弯矩方程.
弯矩和挠度都是由力产生的啊,弯矩的大小为力乘以距离,而挠度就是位移的变化量。
弯矩是用来计算强度用的,而挠度是用来计算刚度用的。
挠度——弯曲变形时横截面形中心沿与轴线垂直方向的线位移称为挠度,用 y表示。
简言之就是指梁、桁架等受弯构件荷载作用下的最大变形,通常指竖向方向的,就是构件的竖向变形.
挠曲线——如图,平面弯曲时,梁的轴线将变为一条在梁的纵对称面内的平面曲线,该曲线称为梁的挠曲线。
挠度与荷载大小、构件截面尺寸以及构件的材料物理性能有关。
材料力学弯矩知识点总结材料力学是工程力学的基础课程之一,其中弯矩是材料力学中的重要概念之一。
本文将对弯矩的定义、计算公式及其在实际应用中的作用进行总结。
一、弯矩的定义弯矩是指材料内部由于外力或力偶的作用而引起的形状变化,其产生了内力和应变能。
弯矩的存在使材料发生弯曲变形,产生应力和应变。
在物理学中,弯矩是以力矩为基础推导出来的,根据横截面上各个点的受力情况及其距离中心轴线的距离,可以计算得到弯矩的大小。
二、弯矩的计算公式根据材料力学的基本原理,可以得到计算弯矩的公式。
在悬臂梁中,假设在杆件的一侧施加一个力F,距离杆件端点的距离为L,则弯矩M 可以用以下公式计算:M = F × L在等截面梁中,可以使用以下公式计算弯矩:M = σ × S其中,σ为梁在受力点产生的正应力,S为梁的截面形状和大小。
三、弯矩的作用弯矩是材料力学中一个重要的概念,它在实际应用中具有广泛的作用。
下面将从结构设计、物理实验和工程应用三个方面来讨论弯矩的作用。
1. 结构设计在结构设计中,弯矩是一个重要的考虑因素。
设计师需要根据材料的强度和弯曲性能来确定结构的尺寸和材料的选择。
通过了解弯矩的大小和分布,设计师可以确定结构的安全性和稳定性,并进行必要的改进。
2. 物理实验在材料力学的物理实验中,弯矩的测量和分析是常见的实验内容。
通过在材料上施加外力,利用测力计等设备测量生成的弯曲力矩,可以得出材料的弯曲刚度、破裂强度等重要参数,为材料的性能评价和使用提供了依据。
3. 工程应用在工程实际应用中,弯矩知识对于解决各类问题非常重要。
例如在桥梁工程中,需要计算桥梁的弯矩分布,以确定桥梁的结构强度和稳定性;在机械工程中,需要计算机械零件受力时的弯矩情况,以确定零件的合理设计和使用寿命等。
四、总结本文对材料力学中的弯矩知识进行了总结。
弯矩作为材料力学中的重要概念,其定义和计算公式为工程师和科研人员提供了解决各类问题的基础。
弯矩方程的二阶导数是转角方程
1 弯矩方程
弯矩方程是用于描述弯曲应力分布的方程,是构造力学中重要的
基本方程之一。
它描述了某个物体因外力作用而产生的曲率、挠度、
屈曲轴承弯曲应力、应变分布的变化规律,是研究变形、弹性失效、
碰撞等问题的基础。
2 转角方程
转角方程又称挠度方程,是一种用于描述某种物体受外力作用时,变形的变化的数学方程。
它的二阶导数和弯矩方程相同,既可以用来
描述物体在受外力作用时产生的位移、应变以及应力,也可以用于描
述物体发生变形时节点之间的转角变化。
3 建模应用
转角方程主要用于有限元建模,可通过在不同节点处设定边界条
件结合弯矩方程来描述受外力作用时物体会发生的位移和应变,从而
推导出物体发生变形时节点之间的转角变化。
4 解题方法
解题时应首先规定节点处的边界条件,然后应用转角方程求解物
体节点间的变形,进而得出物体受外力作用时产生的位移及弯曲应力
情况。
5 实例
以一梁为例,计算其在端受力的情况下,借助转角方程研究它的变形弹性失效等情况。
假设已在梁端处设定了上下限关于梁弹性变形的边界条件,则可做出下列结论:① 梁在准备力P作用下,会发生变形。
② 节点间的转角变化可以通过转角方程求得。
③ 进一步的实验可以验证梁的伸缩性是否满足其设定的极限条件。