工程力學(xué)10-1-課件

《工程力學(xué)10-1-課件》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、工程力學(xué)（A）北京理工大學(xué)理學(xué)院力學(xué)系韓斌(10-1)27/II§9變形體靜力學(xué)概述及一般桿件的內(nèi)力分析§9.1變形固體靜力學(xué)概述變形固體靜力學(xué)的任務(wù)：對象——工程中的各種構(gòu)件、結(jié)構(gòu)——變形體目的——構(gòu)件與結(jié)構(gòu)能正常安全地工作內(nèi)容強(qiáng)度：構(gòu)件受外力不破壞剛度：構(gòu)件具有抵抗變形的能力穩(wěn)定性：構(gòu)件保持原有平衡狀態(tài)的能力安全經(jīng)濟(jì)一對矛盾2§9.2變形固體基本假設(shè)1.連續(xù)性變形前及變形后，應(yīng)不開裂、不相入變形前的一個點——變形后仍為一個點變形前的一條線——變形后仍為一條線2.均勻性固體內(nèi)各點處的力學(xué)性能相同3.各向同性固體內(nèi)任意一點沿各個方向的力學(xué)性能相同注意區(qū)別均勻

2、性和各向同性——二者含義不同34.小變形一般要求：最大變形量遠(yuǎn)小于最小尺寸——變形后的平衡可按變形前的位置計算——計算變形量時可略去高階小量4§9.3桿件變形的基本形式1.構(gòu)件分類桿板殼塊本課程主要研究桿件52.計算簡圖表示的內(nèi)容（1）桿的幾何特性：軸線，橫截面，形心，軸線過橫截面的形心，橫截面與軸線垂直，桿可用其軸線表示。軸線（2）載荷（外力）包括：主動力（給定的已知力）約束力（未知，靜定結(jié)構(gòu)可用平衡方程求出）橫截面形心約束力要自己求出6（3）載荷分類靜載——外力從零緩慢增加至終值后保持不變動載——外力隨時間t變化或構(gòu)件作有加速度的運(yùn)動（4）載荷作用方式分布

3、載荷——線分布集度q(x),單位:[力]/[長度]面分布集度q(x,y),單位:[力]/[長度]2集中載荷——集中力，集中力偶（5）約束條件——各種支座、鉸鏈、固支端等73.桿件變形的基本形式(1)軸向拉伸或壓縮:受軸向拉壓的構(gòu)件常稱為桿8拉伸（壓縮）演示9拉伸（壓縮）演示10(3)扭轉(zhuǎn):(2)剪切:產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的桿件常稱為軸11剪切演示（單剪切）12剪切演示（雙剪切）13扭轉(zhuǎn)演示14矩形扭轉(zhuǎn)154、彎曲：qM產(chǎn)生彎曲的桿件常稱為梁16桿件的變形由上述幾種基本變形組合而成時，稱為組合變形。變形體靜力學(xué)主要研究：桿件的拉（壓）、扭、彎和組合變形17§9.4一般桿件的

4、內(nèi)力分析引起內(nèi)力變形體產(chǎn)生變形的原因：產(chǎn)生變形變形體的分析思路：載荷、溫度濕度變化、尺寸誤差外力()找出全部外力(包括支座約束力)求出內(nèi)力求出變形截面法（對靜定桿件）內(nèi)力——在外力的作用下構(gòu)件一部分對另一部分的作用力。載荷——包括主動力和約束力18(1)對特殊的桿件——桁架中的二力桿：FNFN1.一般桿件的內(nèi)力分量及分類橫截面上只有軸向拉力或壓力——用截面法切開桿的橫截面：內(nèi)力用標(biāo)量符號表示——不用矢量符號拉力為正壓力為負(fù)符號規(guī)定19(2)對一般桿件——非二力桿切開任意構(gòu)件的某一截面：該截面上作用了分布內(nèi)力系20ACABCBC截面上的分布內(nèi)力系向截面形心點簡化

5、：得到主矢，主矩對截面C用截面法：截面上的相互作用力為一分布力系任意受力桿件：21ACBC建立桿件橫截面形心直角坐標(biāo)系，橫截面分布內(nèi)力系的主矢xyz向坐標(biāo)軸投影x方向分量y方向分量z方向分量——軸力FN合力為剪力FS——扭矩T合力矩為彎矩M截面上的四個內(nèi)力分量x方向分量y方向分量z方向分量同理：右半部分截面上的內(nèi)力為其反作用力——內(nèi)力成對，分別作用于切開處兩邊截面上各內(nèi)力分量均用標(biāo)量符號表示橫截面分布內(nèi)力系的主矩MT222.內(nèi)力方程內(nèi)力圖以x坐標(biāo)表示不同位置的橫截面，該橫截面上的內(nèi)力分量表示為：FN=FN(x)，F(xiàn)S=FS(x)T=T(x)，M=M(x)內(nèi)力方

6、程(9.1)將內(nèi)力方程用函數(shù)圖形表示出來——內(nèi)力圖若無特別說明，x軸原點在桿件最左端截面，向右為正x23FN=FN(x)，F(xiàn)S=FS(x)T=T(x)，M=M(x)內(nèi)力方程(9.1)將內(nèi)力方程用函數(shù)圖形表示出來——內(nèi)力圖注意（1）內(nèi)力方程常分段用不同的函數(shù)表示（2）分段點也稱為控制面，通常，以集中外力作用點或分布外力集度突變處為分段點。（3）根據(jù)分段點，分別對每一段桿件運(yùn)用截面法列出該段的內(nèi)力方程。xABCAEDCB第1段第2段1234先分別討論軸力方程和軸力圖、扭矩方程和扭矩圖。243.軸力方程軸力圖AB段在n-n處切開，取左半或右半為分離體，用內(nèi)力FN1替

7、代BCA軸力的符號規(guī)定：拉為正壓為負(fù)（1）分段：分為AB，BC兩段（2）對各段用截面法:對左半段列平衡方程：BC段在m-m處切開，取左半或右半為分離體，用內(nèi)力FN2替代對右半段列平衡方程：xx1x225(3)圖的內(nèi)部打上豎直線，內(nèi)力的符號用填入CABal軸力方程為：畫出軸力圖如圖。注意畫內(nèi)力圖的規(guī)定：(2)內(nèi)力圖與原桿件上下對齊，可不畫坐標(biāo)軸(1)標(biāo)出特征點內(nèi)力的絕對值截面法的三步驟：（1）切開（2）代替（3）平衡未知的內(nèi)力分量一律假設(shè)為該內(nèi)力的正方向(FN)264.扭矩方程扭矩圖扭矩的符號規(guī)定：扭矩的矢量方向與截面外法線方向一致為正，反之為負(fù)（1）求出固定端

8、A的約束力偶：ACB方向如圖（2）分段