梁的挠度及转角(1)
32页1、Displacements of Bending Beam,5-1 Deflection and Slope of Beam,5-1梁的挠度及转角,1.弯曲变形的弊与利,2.挠曲线(deflection curve),3.挠度和转角方程(equation of deflection and slope),4.弯曲位移的符号规则,1.弯曲变形的弊与利,使结构的使用功能受到影象,严重时会破坏。,设计成弯曲形以达到减震,减少动载荷。,利用变形的物理条件求弯曲静不定问题。,1.弯曲变形的利弊,使结构的使用功能受到影象,严重时会破坏。,设计成弯曲形以达到减震,减少动载荷。,利用变形的协调条件求弯曲静不定问题。,梁在荷载作用下,既产生应力又发生变形。,5-1 Deflection and Slope of Beam,对梁进行刚度计算 解超静定梁,本课程研究梁弯曲变形的 两个目的,连续性假设 梁的轴线将由原来的水平直线变成一条连续平坦(flat)的曲线挠曲线。,平面假设 梁变形后的横截面仍为平面且垂直与变形后的轴线。,两个基本假设在研究梁弯曲变形时的作用,2.挠曲线(deflection curve
2、),挠度(deflection)w横截面形心在垂直于轴线方向的位移。,转角(slope)横截面绕其中性轴转过的角度。,水平位移u 横截面形心沿水平方向的位移,在小位移假设时忽略不计。,B ,C ,u,直梁平面弯曲的两种位移,3.挠度和转角方程(Equation of Deflection and slope), 很小 tg=dy/dx= f (x) 转角方程 =y = f (x) (b),tg = dy/dx = y ,挠曲线是一条极其平坦的弹性曲线,4.符号规定 挠度w 向下为正 转角 由横截面到斜截面顺时针为正,挠曲方程 W =y= f(x) (a),5. EXAMPEL,5-2 梁的挠曲线近似微分方程式及其积分,1、挠度和转角的关系,2、建立挠曲线微分方程,3、积分法计算梁的位移,4、由边界条件确定积分常数,结论:梁截面的转角等于挠曲线y对于位置坐标 x的一阶导数。,挠曲线 y=f(x) 上任 意点的切线斜率为:,1、挠度和转角的关系,2、建立挠曲线微分方程,(1)物理方面:,(2)几何方面:,E Iz y= - M(x),(5-2b),积分法、叠加法、奇异函数法、能量法、图解法
3、、有限差分法、初参数法,挠曲线近似微分方程,4-4,3 积分法计算梁的位移,4 由边界条件(boundary condition) 确定积分常数。,1)基本方程:EIzy= - M(x) (5-2b),2)一次积分获转角方程 EIzy= - M(x) dx+c (5-3a),3)二次积分获挠度方程 (5-3b) EIzy= - M(x) dx dx +Cx+D,C、D为方程的积分常数,中间铰,4、由边界条件确定积分常数,悬臂梁的固定端处,(1)约束条件( constraint condition ),x=0 :,=0 y=0, 简支梁的支座处,x=0 :,y A=0;,x=L :,y B=0,(2)连续条件(continuity condition ),x=a:,yB左= yB右,B左= B右,x=a:,yB左= yB右,外伸梁B端连续条件,x=4,,yB左= yB右,yB=0;,B左= B右,5.EXANPEL,!: 挠曲线近似微分方程的适用范围,1)均匀材料与等直截面梁EI为常值。 2)M(x)是连续函数。 3)梁的变形是在线弹性小变形范围内。 4),例5-1:求悬臂梁B截面的转角
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