由弯矩图画剪力图
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剪力图和弯矩图方法
剪力图和弯矩图是结构力学中常用的分析工具,用于分析和设计结构的受力情况。
以下是剪力图和弯矩图的制作方法:
剪力图:
1. 绘制结构图:首先画出结构的几何形状和受力情况的示意图。
2. 确定剪力方向:根据结构受力情况,确定每个截面上的剪力方向,通常用箭头表示。
3. 确定剪力大小:根据结构受力平衡条件,确定每个截面上的剪力大小。
4. 画出剪力图:根据确定的剪力方向和大小,在结构示意图上相应位置上画出对应的剪力图。
弯矩图:
1. 绘制结构图:首先画出结构的几何形状和受力情况的示意图。
2. 确定截面位置:根据需要绘制弯矩图的位置,确定绘制弯矩图的截面位置。
3. 确定剪力大小:根据结构受力平衡条件,确定每个截面上的截面剪力大小。
4. 确定截面抵抗矩:根据截面形状,计算每个截面上的截面抵抗矩。
5. 计算弯矩:根据截面抵抗矩和截面剪力大小,计算每个截面上的弯矩大小。
6. 画出弯矩图:根据计算得到的弯矩大小,在结构示意图上相应位置上画出对应的弯矩图。
在绘制剪力图和弯矩图时,需要考虑结构的几何形状、支座条件、荷载情况等因
素,同时应满足受力平衡条件和连续性要求。
这些图形分析的结果可以帮助工程师评估结构的受力情况,进行结构设计和优化。
剪力图弯矩图快速画法口诀剪力图快速画法口诀外伸端,自由端,没有P力作零点。
无力梁段水平线,集中力偶同样看,均布荷载对斜线,小q正负定增减,集中力处有突变,左顺右逆画竖线,增多少?降多少?集中横力作参考。
弯矩图快速画法口诀弯矩图,较复杂,对照剪图来画它,自由端,铰支端,没有力偶作零点。
剪图水平弯图斜,剪力正负定增减,天上下雨池水满,向上射出弓上箭。
剪图轴线交叉点,弯矩图上极值点。
均载边界无横力,光滑吻接无痕迹。
集中力处有转折,顺着外力折个尖。
集中力偶有突变,反着力偶符号弯,升多少?降多少?集中力偶作参考。
弯矩图形已画完,注意极大极小点,数值符号截面点,三大要素标齐全。
7.2.1 截面法求内力问题:梁在发生平面弯曲变形时,横截面上会产生何种内力素?在横截面上会有几种内力素同时存在?如何求出这些内力素?例:欲求图示简支梁任意截面1-1上的内力。
1.截开:在1-1截面处将梁截分为左、右两部分,取左半部分为研究对象。
2.代替:在左半段的1-1截面处添画内力、,(由平衡解释)代替右半部分对其作用。
3.平衡:整个梁是平衡的,截开后的每一部分也应平衡。
由得如取右半段为研究对象,同样可以求得截面1-1上的内力和,但左、右半段求得的及数值相等,方向(或转向)相反。
7.2.2 剪力和弯矩是横截面上法向分布内力分量的合力偶矩,因在纵向对称面内且与截面垂直,故称为截面1-1的弯矩。
由于取左半段与取右半段所得剪力和弯矩的方向(或转向)相反,为使无论取左半段或取右半段所得剪力和弯矩的正负符号相同,必须对剪力和弯矩的正负符号做适当规定。
剪力的正负:使微段梁产生左侧截面向上、右侧截面向下的剪力为正,反之为负。
弯矩的正负:使微段梁产生上凹下凸弯曲变形的弯矩为正,反之为负。
归纳剪力和弯矩的计算公式:(截面上的弯矩等于截面一侧所有外力对截面形心取力矩的代数和。
)公式中外力和外力矩的正负规定:剪力公式中外力的正负规定:截面左段梁上向上作用的横向外力或右段梁上向下作用的横向外力在该截面上产生的剪力为正,反之为负。
1.1.4 根据弯矩图作剪力图
1.1.4 根据弯矩图作剪力图
利用微分关系,可方便地根据弯矩图作剪力图。
(一)当M图为直线变化时
以图1-4a所示跨中作用集中荷载的简支梁为例,加以说明。
其M图和图分别示于图1-4b和图1-4c。
图1-4
在图1-4b中,循惯例,选取直角坐标系。
当我们分区段考察M图形与图形的关系时,若沿轴的指向,由左向右看,则将会看到如下客观规律:
第一,关于的符号:AC段,M“下坡”(M为增函数),则其相应的为正(M的一阶导数>0);CB段,M“上坡”(M为减函数),则其相应的为负(M的一阶导数<0)。
第二,关于的大小:可由M图形的“坡度”(斜率)确定,即,其中,为该区段长度,为图中该区段两端点弯矩值的高差。
而且,区段内图形“坡度”愈徒,剪力值愈大;
“坡度”愈缓,剪力值愈小;“坡度”为零(M图为水平直线),则剪力值亦为零(无剪力)。
二相邻区段的M图形“坡度”相同(当有集有力偶作用时),则其剪力值亦相同。
例如,本例中,AC段的剪力为
而CB段的剪力为
这一规律同样适用于竖杆或斜杆,只是须注意应沿杆轴“由左向右看”这一前提条件。
(二)当M图为二次抛物线变化时
根据M与的微分关系可判定,该图为斜直线。
因此,只须按照“一求两端剪力,二引直线相
连”的步骤,即可绘出该区段的图。
图1-5是根据已知弯矩图(图1-5a)绘出相应剪力轮廊图(图1-5b)的一个例子。
图1-5。