最新材料力学第四章习题选及其解答

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4-1. 试求图示各梁中截面1、2、3上的剪力和弯矩,这些截面无限接近于截面C

或D 。设p 、q 、a 均为已知。

解:(c )

(1)截开1截面,取右段,加内力

(2

2112

322qa

a qa a P M qa

qa P Q -=⨯-⨯-==

+=

(3)截开2截面,取右段,加内力

(4)求内力

2222

122

qa

M a qa a P M qa

qa P Q -=+⨯-⨯-==+=

(d )

(1)求约束反力

N R N R D A 300 100==

(2)截开1截面,取左段,加内力

(d)

B

(f)

B

(c)

M=qa 2

M M M=qa 2

B

(3)求1截面内力

Nm

R M N R Q A A 202.010011-=⨯-=-=-=

(4)截开2截面,取左段,加内力

(5)求2截面内力

Nm

R M N R Q A A 404.010022-=⨯-=-=-=

(6)截开3截面,取右段,加内力

(7)求3截面内力

Nm

P M N P Q 402.020023-=⨯-===

(f )

(1)求约束反力

qa R qa R D C 2

5 21==

(2)截开1截面,取左段,加内力

Q 1

M 1

2

B

M

B

(3)求1截面内力

2112

1

21 qa a qa M qa Q -=⨯-=-=

(4)截开2截面,取右段,加内力

(5)求2截面内力

2

2222

3qa M a P M qa

R P Q D -=-⨯=-=-= 4-3. 已知图示各梁的载荷P 、q 、M0和尺寸a 。(1)列出梁的剪力方程和弯矩方程;

(2)作剪力图和弯矩图;(3)确定∣Q ∣max 和∣M ∣max 。

q

(c)

M 0

=qa 2 (d)

(f)

(e) (g)

q

(h)

1

B

M (a)

(b) B

q

解:(a )

(1)求约束反力

Pa M P R A A == 2

(2)列剪力方程和弯矩方程

⎪⎩

⎨⎧∈=-⨯-+⨯=∈-=+⨯=⎩⎨

⎧∈=-=∈==),0[ )(2)(],0( 2)(]

2,( 02)(),0( 2)(2222211111222111a x Pa a x P M x R x M a x Pa Px M x R x M a a x P R x Q a x P R x Q A A A A A A (3)画Q 图和M 图

(4)最大剪力和最大弯矩值

(i)

q

(j)

B

P=20kN

(l)

q

(k)

q

M x

x

Pa M P Q ==max max 2

(b )

(1)求约束反力

2

2

3 qa M qa R B B ==

(2)列剪力方程和弯矩方程

⎪⎪⎩⎪⎪⎨

⎧∈-⨯-=∈-=⎩⎨

⎧∈-=∈-=)

2,[ )2

()(],0[ 2

1)()

2,[ )(],0[ )(2222121112221111a a x a x qa x M a x qx x M a a x qa x Q a x qx x Q (3)画Q 图和M 图

(4)最大剪力和最大弯矩值

2max

max 2

3 qa M qa Q == (c )

(1)求约束反力

q

B

x

x

q

M 0=qa 2

M

2 2qa M qa R A A ==

(2)直接画Q 图和M 图

(3)最大剪力和最大弯矩值

2max max 2qa M qa Q ==

(d )

(1)求约束反力

P R R B A == 0

(2)直接画Q 图和M 图

(3)最大剪力和最大弯矩值

Pa M P Q ==max max

x

x

x

x

(e )

(1)求约束反力

P R P R B A 3

5 43==

(2)直接画Q 图和M 图

(3)最大剪力和最大弯矩值

Pa M P Q 3

5 35max max ==

(f )

(1)求约束反力

a

M R a M R B A 0

023 23=

= (2)直接画Q 图和M 图

x

x

5P/3

x

(3)最大剪力和最大弯矩值

0max 0max

2

3 23M M a M Q == (g )

(1)求约束反力

qa R q R B A 8

1 a 83==

(2)直接画Q 图和M 图

(3)最大剪力和最大弯矩值

2max max

128

9 a 83qa M q Q == (h )

(1)求约束反力

M x

q

x

x