文档介绍:梁的位移与挠曲线近似微分方程
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挠曲线方程:
1、弯曲变形的表示方法:
(1)挠度y:截面形心在y方向的位移;
(2)转角θ:某横截面绕自己的中性轴转动的角度。
转角方程:
由于小变形,截面形心在x方向的位移梁的位移与挠曲线近似微分方程
:
挠曲线方程:
1、弯曲变形的表示方法:
(1)挠度y:截面形心在y方向的位移;
(2)转角θ:某横截面绕自己的中性轴转动的角度。
转角方程:
由于小变形,截面形心在x方向的位移忽略不计挠度转角关系为:
挠曲线
挠度
转角
表明:挠曲线上某点切线的斜率等于该点横截面的转角。
:
推导弯曲正应力时,得到:
忽略剪力对变形的影响
由数学知识可知:
略去高阶小量,得
所以
由上式进行积分,就可以求出梁横截面的转角和挠度。
由弯矩的正负号规定可得,当y坐标向下时,弯矩的符号与挠曲线的二阶导数异号,所以挠曲线的近似微分方程为:
EIZ——抗弯刚度
挠曲线的近似微分方程为:
积分一次得转角方程为:
再积分一次得挠度方程为:
积分法求弯曲变形
积分常数利用梁的边界条件及连续光滑条件来求得。
边界条件:梁横截面的已知位移条件或约束条件。
连续光滑条件:在相邻梁段的交接处即分段处,
相连两截面应具有相同的转角与挠度。
确定积分常数举例:
边界条件:
连续条件:
确定积分常数举例:
边界条件:
连续条件:
例 已知:悬臂梁受力如图示,q、l、EI均为已知。求C截面的挠度yC和转角C
1)首先,将梁上的载荷变成有表可查的情形
为了利用梁全长承受均布载荷的已知结果,先将均布载荷延长至梁的全长,为了不改变原来载荷作用的效果,在AB 段还需再加上集度相同、方向相反的均布载荷。
解:
3)将结果叠加
2)再将处理后的梁分解为简单载荷作用的情形,计算各自C截面的挠度和转角。
讨 论
叠加法求变形有什么优缺点?
梁的刚度条件及提高梁刚度的措施
解:
1)外力分析:
2)内力分析:(M方程)
3)挠曲线方程和转角方程:
,试校核刚度。
例、 已知EIZ,M0,L,求θA,θB,及中点的挠度; 若
4)确定积分常数:
得:
所以
5)求θA,θB。
(
)
(
)
6)刚度校核:
刚度满足要求。
中点的挠度:
:
1)选择合理的截面形状增大截面惯性矩
2)改善结构形式,减小弯矩数值
3)采用超静定结构
小 结
基本要求:
掌握弯曲的概念和实例,梁的计算简图,掌握纯弯曲的正应力公式,弯矩与挠曲线曲率间的关系,抗弯刚度,抗弯截面模量,纯弯曲理论的推广,熟练掌握梁按正应力的强度计算。
掌握矩形截面梁的剪应力,工字形截面梁的剪应力,梁按剪应力的强度校核,提高弯曲强度的措施。
掌握梁的变形和位移,挠度和转角,梁的挠曲线及其近似微分方程,用积分法求梁的挠度转角,根据叠加法求梁的挠度转角,梁的刚度校核,提高梁的刚度措施。
重点:
梁按正应力的强度计算,梁按剪应力的强度校核。
难点:
梁的刚度校核。
本章结束
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