材料力学第7章-弯曲刚度.
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习 题7-1 用积分法求图示各悬臂梁自由端的挠度和转角,梁的抗弯刚度EI 为常量。
7-1(a ) 0M()M x = ''0EJ M y ∴='0EJ M y x C =+ 201EJ M 2y x Cx D =++ 边界条件: 0x =时 0y = ;'0y = 代入上面方程可求得:C=D=0201M 2EJ y x ∴='01=M EJ y x θ= 01=M EJ B l θ 201=M 2EJ B y l(b )222()1M()222q l x qx x ql qlx -==-+- 2''21EJ 22qx y ql qlx ∴=-+-3'2211EJ 226qx y ql x qlx C =-+-+422311EJ 4624qx y ql x qlx Cx D =-+-++边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C=D=04223111()EJ 4624qx y ql x qlx ∴=-+-'2231111=(-)EJ 226y ql x qlx qx θ=+-3-1=6EJ B ql θ 4-1=8EJB y ql(c )()()()()()0303''04'050()1()()286EJ 6EJ 24EJ 120l xq x q lq l x M x q x l x l x l q y l x l q y l x Cl q y l x Cx Dl-=-⎛⎫=--=-- ⎪⎝⎭∴=-=--+=-++ 边界条件:0x = 时 0y = ;'0y = 代入上面方程可求得:4024q l C l -= 50120q l D l =()455000232230120EJ 24EJ 120EJ(10105)120EJq q l q l y l x x l l l q x l l lx x l ∴=---+-=-+- 3024EJ B q l θ=- 4030EJB q l y =-(d)'''223()EJ 1EJ 211EJ 26M x Pa Pxy Pa Pxy Pax Px C y Pax Px Cx D=-=-=-+=-++ 边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C=D=023'232321112611253262B C C B y Pax Px EJy Pax Px EJ Pa Pa Pay y a a EJ EJ EJPa EJθθθ⎛⎫∴=-⎪⎝⎭⎛⎫==-⎪⎝⎭=+=+==(e)()()()21222''1'211231113()02()2223EJ 231EJ ()2231EJ ()46a M x q qax x a q M x a x a x a a y q qaxa y qa x x C a y qa x x C x D =-+≤≤=--≤≤=-+=-++=--+++ 边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C=D=0()()()22118492024EJ 12EJ qax qax y a x a x x a ∴=--=--≤≤''2223'222242232221EJ ((2)4)21EJ (42)2312EJ (2)2312y q a ax x x y q a x ax C x y q a x ax C x D =--+=--++=---+++边界条件:x a = 时 12y y = ;12θθ=代入上面方程可求得:2296a C = 4224qa D =-()()43223421612838464162384q y x ax a x a a a x a EJ-=-+-+≤≤ 43412476B B qa y EJqa EJθ=-=-(f)()()221222''212'231122341115()20225()2225251EJ 22251EJ 26511EJ 4324qa qx M x qax x a qa qa a M x qax x a x a a y q ax x a y q x ax x C a y q x ax x C x D =-+-≤≤⎛⎫=-+--≤≤ ⎪⎝⎭⎛⎫=--+ ⎪⎝⎭⎛⎫=--++ ⎪⎝⎭⎛⎫=--+++ ⎪⎝⎭边界条件:0x = 时 0y = ;'0y =代入上面方程可求得:C 1=D 1=0''22'2222223222EJ (2)1EJ (2)21EJ ()6y q a ax y q a x ax C y q a x ax C x D =--=--+=---++ 边界条件:x a = 时 12y y = ; ''''12y y =3296a C =- 4224a D =-437124136B B qa y EJqa EJθ=-=-7-2 用积分法求图示各梁的挠曲线方程,端截面转角θA 和θB ,跨度中点的挠度和最大挠度,梁的抗弯刚度EI 为常量。
弯曲刚度1. 弯曲刚度的定义在材料力学中,弯曲刚度是指材料或结构在弯曲加载下产生的抗弯能力。
弯曲刚度是描述材料或结构在受外力作用下沿曲线形变情况的重要参数。
2. 弯曲刚度的计算方法弯曲刚度的计算方法根据材料的类型和加载条件的不同而有所差异。
下面介绍两种常见的计算方法:2.1 杆件的弯曲刚度计算对于直线杆件的弯曲刚度计算,可以使用欧拉-伯努利弯曲理论来进行近似计算。
该理论假设杆件在弯曲时保持线弹性,即材料的应力-应变关系为线性。
计算弯曲刚度的基本公式为:EI = (1/3) * F * L^3 / δ其中,EI 为弯曲刚度,F 为施加在杆件上的力,L 为杆件的长度,δ 为杆件在弯曲时的挠度。
E 表示杨氏模量,I 表示杆件的截面惯性矩。
2.2 板件的弯曲刚度计算对于板件的弯曲刚度计算,可以使用薄板理论来进行近似计算。
薄板理论假设板件在弯曲时保持平面,即材料在平面内的应力-应变关系为线性。
计算弯曲刚度的基本公式为:EI = D * h^3 / 12其中,EI 为弯曲刚度,D 为板件的弯曲刚度系数,h 为板件的厚度。
3. 弯曲刚度的应用弯曲刚度在工程中具有重要的应用价值。
以下是几个应用弯曲刚度的常见领域:3.1 结构设计在建筑和机械结构设计中,弯曲刚度是一个重要的设计参数。
通过合理选择材料和结构形式,可以满足结构在受弯曲载荷下的稳定性和强度要求。
3.2 材料选择不同材料的弯曲刚度不同,因此在选择材料时需要考虑材料的弯曲刚度。
对于需要具有较高刚度的应用场景,可以选择具有较高弯曲刚度的材料。
3.3 加工过程控制在材料加工过程中,弯曲刚度可以用于控制加工过程中的变形情况。
通过了解材料的弯曲刚度,可以采取相应的措施来减小加工引起的变形。
4. 弯曲刚度的影响因素弯曲刚度受多个因素的影响,以下是常见的影响因素:4.1 材料性质材料的弯曲刚度与其弹性模量和截面形状有关。
不同材料的弯曲刚度存在显著差异。
4.2 结构形式结构形式对弯曲刚度有较大影响。