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31 挠度和转角.pptx

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本课件为《工程力学》课程挠度和转角部分,依次讲解基本概念、梁的挠曲线近似微分方程式横力、连续性条件ABAB′′在挠曲等内容,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。

挠度和转角内容提要页,列出基本概念、梁的挠曲线近似微分方程式横力弯曲时、连续性条件ABAB′′在挠曲线的任一点上等本节知识点
§9-6 挠度和转角讲解页,基本概念1,取梁的左端点为坐标原点,梁变形前的轴线为x轴,横截面的铅垂对称轴为y轴
挠度和转角(续)讲解页,度量梁变形后横截面位移的两个基本量(1)挠度(ω):横截面形心C(即轴线上的点)在垂直于x轴方向的线位移,称为该截面的挠度
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第1页:挠度和转角内容提要

挠度和转角内容提要

第2页:§9-6 挠度和转角

  • 一,基本概念
  • 1,取梁的左端点为坐标原点,梁变形前的轴线为x轴,横截面的铅垂对称轴为y轴。§9—6挠度和转角xy

第3页:挠度和转角(续)

xy2,度量梁变形后横截面位移的两个基本量(1)挠度(ω):横截面形心C(即轴线上的点)在垂直于x轴方向的线位移,称为该截面的挠度。ω

第4页:挠度和转角(续)

xyω(2)转角(θ):横截面对其原来位置的角位移(横截面绕中性轴的转动),称为该截面的转角。θ

第5页:挠度和转角(续)

xyωθ(3)挠曲线:梁变形后的轴线称为挠曲线。挠曲线挠曲线方程为

第6页:挠度和转角(续)

xyωθθ挠曲线

3,挠度与转角的关系

第7页:二,梁的挠曲线近似微分方程式横力弯曲时

  • 二,梁的挠曲线近似微分方程式横力弯曲时, M和ρ都是x的函数。略去剪力对梁的位移的影响,则
  • 一,推导公式纯弯曲时曲率与弯矩的关系为

第8页:由几何关系知

由几何关系知,一根平缓的曲线ω=ω(x),其斜率1/ρ(x)近似的等于ω(x)对于x的二阶导函数,即在所选的坐标系下,等号右边应取负号

第9页:梁的挠曲线近似微分方程

梁的挠曲线近似微分方程

二,积分法计算梁的位移再积分一次,得挠度方程上式积分一次得转角方程

第10页:梁的挠曲线近似微分方程(续)

式中:积分常数C1、C2可通过梁挠曲线的边界条件和变形连续性条件来确定。

第11页:梁的挠曲线近似微分方程(续)

,边界条件ωA= 0ωB= 0在简支梁或外伸梁中,铰支座处的挠度都应等于零。ωA= 0ωB= 0

第12页:梁的挠曲线近似微分方程(续)

AB在悬臂梁中,固定端处的挠度和转角都应等于零。ωA= 0θA= 0l

第13页:2,连续性条件ABAB′′在挠曲线的任一点上

2,连续性条件ABAB′′在挠曲线的任一点上,有唯一的挠度和转角。

第14页:例题:图中一抗弯刚度为

例题:图示一抗弯刚度为EI的悬臂梁,在自由端受一集中力F作用。试求梁的挠曲线方程和转角方程,并确定其最大挠度ωmax和最大转角θmax。

第15页:例题:图中一抗弯刚度为(续)

解:弯矩方程为挠曲线的近似微分方程为

第16页:挠曲线近似微分方程

对挠曲线近似微分方程进行积分

第17页:边界条件为

边界条件为:

第18页:边界条件为与将边界条件代入两式中

边界条件为:= 0,C2= 0将边界条件代入两式中:

第19页:梁的转角方程和挠曲线方程

梁的转角方程和挠曲线方程分别为

第20页:梁的转角方程和挠曲线方程(续)

θmax及ωmax都发生在自由端截面处

第21页:梁的转角方程和挠曲线方程(续)

()()

第22页:例题:图中一抗弯刚度为

例题:图示一抗弯刚度为EI的简支梁,在C点处受一集中力F的作用。试求此梁的挠曲线方程和转角方程,并求其最大的挠度和最大的转角。

第23页:解:梁的支反力为

解:梁的支反力为

第24页:两段梁的弯矩方程

两段梁的弯矩方程分别为12xx

第25页:两段梁的挠曲线方程

两段梁的挠曲线方程分别为挠曲线方程转角方程挠度方程1( 0xa)2( axl)

第26页:边界条件与点的连续条件

边界条件:x =l,ω2= 0x= 0,ω1= 0D点的连续条件:x = a,

第27页:续条件代入方程可解得

先将连续条件代入方程可解得:x = a,挠曲线方程转角方程挠度方程1( 0xa)2( axl)

第28页:续条件代入方程可解得

挠曲线方程转角方程挠度方程1( 0xa)2( axl)x =l,ω2= 0x= 0,ω1= 0再将边界连续条件代入方程可解得:

第29页:续条件代入方程可解得(续)

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第30页:最大转角为θA或θB

最大转角为θA或θB

第31页:当集中荷载作用在右半段梁上

当集中荷载作用在右半段梁上,从而a >b

第32页:最大挠度在横截面的转角为零处

最大挠度在横截面的转角为零处

第33页:最大挠度在横截面的转角为零处(续)

当a >b时,x1<a ,即极值点在AC段内,从而

第34页:当集中荷载F作用在跨中时

当集中荷载F作用在跨中时,(a = b =l/ 2)

第35页:三,按叠加原理计算梁的位移

三,按叠加原理计算梁的位移叠加原理的条件:梁的变形微小,且梁在线弹性范围内工作。/2该梁任何截面的位移都可用两种荷载分别作用下相应位移叠加。

第36页:按叠加原理计算梁的位移(续)

Cqll/ / /2AB

第37页:按叠加原理计算梁的位移(续)

Cqll/ / /2AB查表

第38页:按叠加原理计算梁的位移(续)

Cqll/ / /2AB

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