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27 截面的几何性质.pptx

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本课件为《工程力学》课程截面的几何性质部分,依次讲解附录 截面的几何性质、静矩和形心、惯性矩和惯性积等内容,配合受力分析图示与典型例题,帮助建立从概念到计算式的解题路径。

附录 截面的几何性质章节封面页,标示本章主题与静矩和形心、惯性矩和惯性积、惯性矩和惯性积的平行移轴公式等小节构成
§1-1 静矩和形心讲解页,截面的静矩和形心位置一,定义dAxy截面对y , x轴的静矩为:静矩可正,可负,也可能等于零
计算公式为讲解页,其计算公式为: ( yC, xC)为截面形心C的坐标
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第1页:附录 截面的几何性质

截面的几何性质附录§1-1静矩和形心§1-2惯性矩和惯性积§1-3惯性矩和惯性积的平行移轴公式,主轴和主惯性矩§1-4组合截面惯性矩的计算

第2页:§1-1 静矩和形心

oxy§1-1截面的静矩和形心位置一,定义dAxy截面对y , x轴的静矩为:静矩可正,可负,也可能等于零。

第3页:计算公式为

其计算公式为:( yC, xC)为截面形心C的坐标

第4页:计算公式为(续)

(2)截面对形心轴的静矩等于零。(1)若截面对某一轴的静矩等于零,则该轴必过形心。

第5页:计算公式为(续)

二,组合截面由几个简单图形组成的截面称为组合截面截面对某一轴的静矩,等于该截面各组成部分对于同一轴静矩的代数和。12

第6页:心坐标组合截面静矩的计算公式

Ai——第i个简单截面面积——第i个简单截面的形心坐标组合截面静矩的计算公式为第i个简单截面对y轴的静矩第i个简单截面对x轴的静矩

第7页:面形心坐标的公式如下

计算组合截面形心坐标的公式如下:

第8页:例题:试确定图中截面心

例题:试确定图示截面心C的位置。取x轴和y轴分别与截面的底边和左边缘重合。将截面分为1,2两个矩形。解:

第9页:截面的几何性质

第10页:截面的几何性质(续)

矩形1矩形

第11页:截面的几何性质(续)

所以

第12页:截面的几何性质

第13页:例题:确定截面形心的位置

例题:确定截面形心的位置。

第14页:例题:确定截面形心的位置(续)

以底边DC为参考坐标轴y把截面看作由矩形ABCD减去矩形abcd。以ABCD的面积为A1以abcd的面积为A2y

第15页:截面的几何性质

第16页:截面的几何性质

第17页:截面的几何性质

第18页:§1-2 惯性矩和惯性积

§1—2极惯性矩惯性矩惯性积 ,截面对o点的极惯性矩为一,定义ρ

第19页:惯性矩和惯性积(续)

xyoρ ,截面对x,y轴的惯性矩

第20页:惯性矩和惯性积(续)

xyoρ ρ= Ix+ Iy所以

第21页:惯性矩和惯性积(续)

xyoρ ,截面对x,y轴的惯性积

第22页:惯性积则可能为正值

(2)惯性积则可能为正值,负值,也可能等于零(1)极惯性矩,惯性矩的数值恒为正;

第23页:惯性积则可能为正值(续)

(3)若x , y两坐标轴中有一个为截面的对称轴,则截面对x , y轴的惯性积一定等于零。

第24页:惯性积则可能为正值(续)

矩形截面,圆形截面,工字形截面,梯形截面等对包含对称轴的一对坐标轴的惯性积一定等于零。

第25页:惯性积则可能为正值(续)

(4)截面对x , y轴的惯性半俓为

第26页:例题:求矩形截面对其对称轴

例题:求矩形截面对其对称轴x , y轴的惯性矩。

第27页:例题:求矩形截面对其对称轴(续)

dA = bdy解:

第28页:例题:求圆形截面对其对称轴的惯性矩

例题:求圆形截面对其对称轴的惯性矩。yxd

第29页:例题:求圆形截面对其对称轴的惯性矩(续)

所以解:截面对其圆心O的极惯性矩为yxdo

第30页:例题:求空心圆截面对其对称轴的惯性矩

例题:求空心圆截面对其对称轴的惯性矩。yxdD

第31页:例题:求空心圆截面对其对称轴的惯性矩

yxdD

第32页:

第33页:例题:求空心圆截面对其对称轴的惯性矩

(a , b )_____形心c在xoy坐标系下的坐标。x, y——任意一对坐标轴C——截面形心C

第34页:例题:求空心圆截面对其对称轴的惯性矩

, yc——过截面的形心C且与x , y轴平行的坐标轴(形心轴)xCyC

第35页:例题:求空心圆截面对其对称轴的惯性矩

, Iy, Ixy_____截面对x , y轴的惯性矩和惯性积。Ixc,Iyc, ——截面对形心轴xc, yc的惯性矩和惯性积。

第36页:已知截面对形心轴

已知截面对形心轴xC,yC的惯性矩和惯性积求截面对与形心轴平行的x,y轴惯性矩和惯性积

第37页:平行移轴公式

则平行移轴公式为

第38页:二,组合截面的惯性矩惯性积

二,组合截面的惯性矩惯性积Ixi, Iyi,Ixyi——第i个简单截面对x , y轴的惯性矩、惯性积。组合截面的惯性矩,惯性积

第39页:例题:求图中所示梯形截面对于形心轴

例题:求图中所示梯形截面对于形心轴z的惯性矩。解:将该截面分为两个矩形截面

第40页:截面的几何性质

第41页:截面的几何性质

第42页:截面的形心必在对称轴zc上

截面的形心必在对称轴zc上。取过矩形2的形心且平行于底边的轴作为参考轴记作y轴。

第43页:例题:试求图中图形对

例题:试求图示图形对z1和z2轴的惯性矩Iz1和Iz2。

第44页:解:半圆形的形心轴为z0如图

解:半圆形的形心轴为z0如图

第45页:半圆形对z轴的惯性矩为

半圆形对z轴的惯性矩为

第46页:截面的几何性质

第47页:截面的几何性质

第48页:例题:求对工字形截面形心轴的惯性矩性

例题:求对工字形截面形心轴的惯性矩性。(1)加法(2)减法

第49页:例题:求对工字形截面形心轴的惯性矩性

zyh/2h/2h1/2h1/2b/2b/2b1/2b1/2例题:求对形心轴z的惯性矩。

第50页:例题:求对工字形截面形心轴的惯性矩性

zyh/2h/2h1/2h1/2b/2b/2b1/2b1/2

第51页:二,主惯性轴和主惯性矩

二,主惯性轴和主惯性矩若截面对某一直角坐标轴的惯性积等于零,则该直角坐标轴称为主惯性轴。(主轴)截面对主轴的惯性矩称为主惯性矩当主轴通过截面形心时,称为形心主轴截面对形心主轴的惯性矩称为形心主惯性矩具有对称轴的截面,其对称轴就是形心主轴

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