剪力图与弯矩图

例1. 绘制图示梁的剪力图与弯矩图。解：基本方法:

①求梁的支座反力:l

b P R A =

a P R B =

②建立剪力、弯矩方程 AC 段： l

b P R x Q A =

=)( (0

x l

b P x R x M A =

=.)( (0≤x ≤a )

CB 段: l

Pa R x Q B -

=-=)( (a

)()()(x l l

a P x l R x M B -=

-= (a ≤x ≤

l )

③计算各特征点的Q 值和M 值（见下表）

Q(x )

M(x )

0 l

Pb 0

左：l

Pb 右：l

a P -

ab P

a P -

④绘出剪力图、弯矩图根据剪力、弯矩方程及特征值绘出剪力图和弯矩图（如图一）

经分析可得出：剪力、弯矩随荷载变化的规律

无荷载区段：剪力图水平线；弯矩图斜直线（剪力为正斜向下，倾斜量等于此段

剪力图面积）。

集中荷载作用点：剪力图有突变（突变方向与荷载方向相同，突变量等于荷载的

大小）；弯矩图有尖点（尖点方向与荷载方向相同）。

口诀表述：剪力图没有荷载水平线，集中荷载有突变。弯矩图没有荷载斜直线, 集中荷载有尖点。

例题2、绘制图示梁的剪力图和弯矩图。解：基本方法：

①求梁的支座反力 R A =R B =l

②建立剪力、弯矩方程：

AC 段： Q （x ）=R A =l

m (0＜x ≤a )

M(x ) =R A x =

m x (0≤x ≤a )

CB 段： Q （x ）=R A =l

m (a ≤x ＜l )

M(x ) =R A x －m=

m x -m (a ≤x ≤l )

③计算各特征点的Q 值和M 值（见下表）

Q(x )

M(x ) 0

l m 0

m 左：

ma 右：－l

④绘制剪力图和弯矩图

根据剪力、弯矩方程及特征值绘出剪力图和弯矩图（如图二）

Q 图

M 图

图

一

剪力、弯矩随荷载变化的规律

力偶荷载作用点：剪力图无变化；弯矩图有突变（荷载逆时针转向，向上突变，突变量等于荷载的大小）。

口诀表述：剪力图力偶荷载无影响。弯矩图力偶荷载有突变。

绘制剪力图与弯矩图的规律表及口诀

剪力、弯矩随荷载变化的规律表（绘制剪力图与弯矩图的规律表）荷载图剪力图弯矩图

无荷载区段水平线斜直线（剪力为正斜向下，倾斜量等于此段剪力图的面积）

集中荷载作用

点

有突变

（突变方向与荷载方向相同，

突变量等于荷载的大小）

有尖点

（尖点方向与荷载方向相同）

力偶荷载作用

点无变化

有突变

（荷载逆时针转向，向上突变，突

变量等于荷载的大小）

口诀

剪力图

没有荷载水平线，

集中荷载有突变，

力偶荷载无影响。弯矩图

没有荷载斜直线，

集中荷载有尖点，

力偶荷载有突变。

要点：先求出支座反力，再用规律表和口诀绘制剪力与弯矩图。

注意：利用规律表绘制剪力与弯矩图时，只能从左至右进行。

例3、利用简捷法绘制梁的剪力图与弯矩图(如图三、图四)

无荷载区段、集中荷载作用点图

三

Q图

图

图四

Q图

M图

检验：从左至右画Q图得Q B=l

而实

际B 截面剪力也为Q B =l

，

∴Q图正确。

检验：从左至右画M图得M B =0，而实际

B截面弯矩也为M B =0，

∴M图正确。

检验：从左至右画Q图得，Q B=2

而

实际B截面剪力也为2

，

∴Q图正确

检验：从左至右画M图得，M B=0，而实际

B截面弯矩也为0，

∴M图正确。

剪力图和弯矩图

剪力图和弯矩图: 悬臂梁的剪力图和弯矩图具体画法如下：内力图的规律： 1、在无荷载作用区，当剪力图平行于x轴时，弯矩图为斜直线。当剪力图为正时，弯矩图斜向右下；当剪力图为负时，弯矩图斜向右上。 2在均布荷载作用下的规律是：荷载朝下方，剪力往右降，弯矩凹朝上。 3、在集中力作用处，剪力图发生突变，突变的绝对值等于集中力的大小；弯矩图发生转折。 4、在集中力偶作用处弯矩图发生突变，突变的绝对值等于该集中力偶的力偶矩；剪力图无变化。 5、在剪力为零处有弯矩的极值弯矩图总结规律如下： 1、在梁的某一段内，若无分布载荷作用，即q(x)=0，由d2M(x)/dx2=q(x)=0可知，M(x)是x的一次函数，弯矩图是斜直线。 2、在梁的某一段内，若作用分布载荷作用，即q(x)=常数，则d2M(x)/dx2=q(x)=常数，可以得到M(x)是x的二次函数。弯矩图是抛物线。 3、在梁的某一截面内，若Fs(x)=dM(x)/dx=0,则在这一截面上弯矩有一极值（极大或极小）。即弯矩的极值发生在剪力为零的截面

上。根据上述绘图规律可以准确画出悬臂梁在集中荷载下、均布荷载下的剪力图和弯矩图。弯矩的叠加原理同一根粱AB受q、M0两种载荷作用、q单独作用及M0单独作用的三种受力情况。在q、M0共同作用时：VA=ql/2+M0/l VS=ql/2+M0/l 从计算结果中可以看到，梁的支座反力和弯矩都是荷载(q、M0)的一次函数，即反力或弯矩与荷载成线性关系。这时，g、M0共同作用F所产生的反力或弯矩等于g与M0单独作用时所产生的反力或弯矩的代数和。这种关系不仅在本例中存在，而且在其他力学计算中普遍存在，即只要反力、弯矩（或其他量）与载荷成线性关系，则若干个载荷共同引起的反力、弯矩（或其他量）等于各个载荷单独引起的反力、弯矩（或其他量）相叠加。这种关系称为叠加原理。应用叠加原理的前提是构件处在小变形情况下，这时各荷载对构件的影响各自独立。

剪力图和弯矩图

悬臂梁的剪力图和弯矩图如下：内力定律图如下 1.当剪力图与x轴平行时，弯矩图在空载区域为斜线。当剪力图为正时，弯矩图向下倾斜。当剪切图为负时，弯矩图向上倾斜。均匀载荷的定律是：载荷向下，剪力向下，凹面弯矩向上。 3.当施加集中力时，剪切图突然改变，突变的绝对值等于集中力的大小，弯矩图转动。 4.当集中耦合作用时，力矩图突然改变，突变的绝对值等于集中耦合的耦合力矩。剪切图没有变化。 5.在零剪切力下有一个弯矩的极值弯矩图摘要规则如下：

1.在梁的某一段中，如果没有分布载荷，即Q（x）= 0，则可以从D？看到。M（x）/ DX？2 = q（x）= 0，其中m（x）是X的函数，弯矩图是斜线。 2.在梁的某一截面上，如果施加了分散载荷，即Q（x）＝常数，则d≥d。2m（x）/ DX？2 = q（x）=常数可以得出，m（x）是X的二次函数。矩图是抛物线。 3.如果在梁的某个部分中fs（x）= DM（x）/ DX = 0，则此部分上的弯矩存在一个极值（最大值或最小值）。即，弯矩的极值出现在剪切力为零的截面上。根据以上绘制规则，可以准确地绘制悬臂梁在集中荷载和均匀荷载作用下的剪力图和弯矩图。扩展数据弯矩叠加原理相同的光束AB承受Q和M0载荷，仅Q和M0。当Q和M0共同作用时，VA = QL / 2 + M0 / L与= QL / 2 + M0 / L

从计算结果可以看出，梁的反作用力和弯矩都是载荷（Q，M0）的一阶函数，即反作用力或弯矩与载荷呈线性关系。。在这种情况下，由G和M0共同作用产生的反作用力或弯矩等于由G和M0单独作用所产生的反作用力或弯矩的代数和。这种关系不仅存在于本例中，还存在于其他机械计算中，也就是说，只要反作用力，弯矩（或其他量）和载荷是线性的，则由多个载荷引起的反作用力和弯矩（或其他量）等于所引起的反作用力和弯矩（或其他量）分别由每个负载。这种关系称为叠加原理。应用叠加原理的前提是构件在变形小的情况下，并且每个载荷对构件的影响都是独立的。

梁的剪力方程和弯矩方程常用弯矩图

梁的剪力方程和弯矩方程常用弯矩图 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

5-7．试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。解：首先求出支座反力。考虑梁的整体平衡由 0,0=+?=∑e RA B M l F M 得 l M F e RA - = 由 0,0=-? =∑e RB A M l F M 得 l M F e RB = 则距左端为x 的任一横截面上的剪力和剪力图弯矩表达式为： ()l M F x F e RA S - == ()x l M x F x M e RA ?- =? = 剪力方程为常数，表明剪图应是一条平行梁轴线的直线；弯矩方程是x 的一次函数，表明弯矩图是一条斜直线。(如图) 解：首先求出支座反力。考虑梁的平衡由 04 5 2,0=??-?=∑l l q l F M RB c 得 ql F RB 8 5 = 由 02 1 ,02=+?=∑ql l F M RC B 得 ql F RC 21 -= 则相应的剪力方程和弯矩方程为： AB 段：（2 01l x ≤ ≤）剪力

BC段：（ 2 3 22 l x l ≤ ≤） AB段剪力方程为x 1 的一次函数，弯矩方程为x 1 的二次函数，因此AB段的剪力图为斜直线，弯矩图为二次抛物线；BC段剪力方程为常数，弯矩方程为x2的一次函数，所以BC 段剪力图为平行梁轴线的水平线段，弯矩图为斜直线。（如图） 5-9 用简便方法画下列各梁的剪力图和弯矩图。解：由梁的平衡求出支座反力： AB段作用有均布荷载，所以 AB段的剪力图为下倾直线，弯矩图为下凹二次抛物线；BC 段没有荷载作用，所以BC段的剪力图为平行梁轴线的水平线段，弯矩图为直线。在B支座处，剪力图有突变，突变值大小等于集中力（支座反力F RB）的大小；弯矩图有转折，转折方向与集中力方向一致。（如图）（5）解：由梁的平衡求出支座反力： KN F KN F RB RA 5.6 , 5.3= =

剪力图和弯矩图

内力图：为了形象直观地表示内力沿截面位置变化的规律，通常将内力随截面位置变化的情况绘成图形，这种图形叫内力图。它包括轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图。内力图 (图)外伸梁的剪力图和弯矩图内力图的规律： 1、在无荷载作用区，当剪力图平行于x轴时，弯矩图为斜直线。当剪力图为正时，弯矩图斜向右下；当剪力图为负时，弯矩图斜向右上。 2在均布荷载作用下的规律是：荷载朝下方，剪力往右降，弯矩凹朝上。 3、在集中力作用处，剪力图发生突变，突变的绝对值等于集中力的大小；弯矩图发生转折。 4、在集中力偶作用处弯矩图发生突变，突变的绝对值等于该集中力偶的力偶矩；剪力图无变化。 5、在剪力为零处有弯矩的极值弯矩图：弯矩图是一条表示杆件不同截面弯矩的曲线。这里所说的曲线是广义的，它包括直线、折线和一般意义的曲线。弯矩图是对构件弯矩的图形表示，弯矩图画在受拉侧，无须标正负号。特性：

弯矩图的绘制主要有两个关键点：一是要准确画出曲线的形状，即确定弯矩图的图形特征：二是确定曲线的位置，即在已知曲线的形状、大小之后确定平面曲线的位置，这就要求先确定曲线上任意两点的位置，此处所指两点的位置即指某两个截面处的弯矩值。可见，弯矩图的绘制主要指完成以下两项工作：（1）确定图形特征及特征值；（2）得出某两个截面处的弯矩值。基础： 1、熟悉单跨梁在各种荷载独立作用下的弯矩图特征：比如悬臂梁在一个集中荷载作用下．其弯矩图的特征是一个直角三角形；悬臂梁在均布荷载作用于全长上时，其弯矩图为一个曲边三角形等。单跨梁在一种荷载作用下的弯矩图。 2、杆件某段两端点弯矩值的确定杆件某段两端点弯矩值一般有下面三种情况：（1）无铰梁段：一般要先算出粱段两端截面处的弯矩值。（2）梁段中间有一个铰：因已知无外力偶矩的铰处弯矩为零，只须另算一处截面的弯矩即可。（3）梁段中间有两个铰：这两铰处的弯矩都为零，可直接按简支梁弯矩图特征画出弯矩图。

梁地剪力方程和弯矩方程常用弯矩图

5-7．试列出下列梁的剪力方程和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。解：首先求出支座反力。考虑梁的整体平衡由 0,0=+?=∑e RA B M l F M 得 l M F e RA - = 由 0,0=-?=∑e RB A M l F M 得 l M F e RB = 则距左端为x 的任一横截面上的剪力和剪力图弯矩表达式为： ()l M F x F e RA S -== ()x l M x F x M e RA ?- =?= 剪力方程为常数，表明剪图应是一条平行梁轴线的直线；弯矩方程是x 的一次函数，表明弯矩图是一条斜直线。( 如图) 解：首先求出支座反力。考虑梁的平衡由 04 5 2,0=??-?=∑l l q l F M RB c 得 ql F RB 8 5= 由 021 ,02=+?=∑ql l F M RC B 得 ql F RC 2 1 -= 则相应的剪力方程和弯矩方程为： AB 段：（2 01l x ≤≤） ()()21 11 12 1qx x M qx x F S -=-= BC 段：（2 322l x l ≤ ≤）剪力图弯矩图

()()? ?? ??-?+??? ??-??-==-= 285428 21852222l x ql l x l q x M ql ql ql x F S AB 段剪力方程为x 1的一次函数，弯矩方程为x 1的二次函数，因此AB 段的剪力图为斜直线，弯矩图为二次抛物线；BC 段剪力方程为常数，弯矩方程为x 2的一次函数，所以BC 段剪力图为平行梁轴线的水平线段，弯矩图为斜直线。（如图） 5-9 用简便方法画下列各梁的剪力图和弯矩图。解：由梁的平衡求出支座反力： KN F KN F RB RA 12,8== AB 段作用有均布荷载，所以 AB 段的剪力图为下倾直线，弯矩图为下凹二次抛物线；BC 段没有荷载作用，所以BC 段的剪力图为平行梁轴线的水平线段，弯矩图为直线。在B 支座处，剪力图有突变，突变值大小等于集中力（支座反力F RB ）的大小；弯矩图有转折，转折方向与集中力方向一致。（如图）（5）解：由梁的平衡求出支座反力： KN F KN F RB RA 5.6,5.3== AB 与BC 段没有外载作用，所以AB 、BC 段的剪力图为平行梁轴线的水平线段，弯矩图为直线；CD 段作用均布荷载，所以CD 段的剪力图为下倾直线，弯矩图为下凹二次抛物线。

剪力图和弯矩图

课前分析【课题分析】剪力、弯矩图不仅能反映内力随梁截面位置变化的分布情况，而且还是分析梁的危险截面的依据之一。因此熟练、正确地绘制剪力与弯矩图是本次授课的重要内容。【授课对象分析】学生在本章前几节课中已经系统的学习了剪力、弯矩的求法，绘制剪力图、弯矩图的概念，具备学习本节课内容的基础知识和能力。然而，该班学生基础参差不齐，授课时应该抓住知识点，通过由浅入深详细讲解，采用讲练结合、归纳总结、简捷的教学方法，来极大地调动学生听课的积极性。【整体教学编排设想】绘制剪力图与弯矩图的基本方法是根据截面法建立剪力、弯矩方程进而绘制剪力图与弯矩图。然而，学生运用此法绘制剪力与弯矩图时,感到繁琐、吃力，尤其在列剪力、弯矩方程及求各特征点剪力与弯矩值时经常出错。所以，为了达到简化计算、直接作剪力与弯矩图的目的，采用简捷法绘制剪力、弯矩图，同时为了方便记忆，采用口诀教学。教学过程一．组织教学（1分钟）环视学生、教室及黑板，了解学生出勤情况，并记录教学日志，组织好本课授课秩序，使学生的注意力能够集中于本课教学。二．复习与提问（2分钟） 1．首先拿出小黑板进行提问，检查学生课前自学尝试情况，分析讨论尝试题计算及作图结果；（口答） 2．直线方程的形式。（口答）通过对旧知识

教学过程的复习，为讲解新课打基础。三．教材简析从而导入新课（3分钟）熟练、正确地绘制剪力图与弯矩图是材料力学的一项基本功，也是学好材料力学的关键。剪力、弯矩图不仅能反映内力随梁截面位置变化的分布情况，而且是分析梁的危险截面的依据之一。不牢固掌握这一基础知识，日后梁的弯曲强度、刚度一系列计算将无法顺利进行。因此，这部分内容非常重要。画剪力与弯矩图的基本方法是根据截面法建立剪力、弯矩方程进而绘制剪力图与弯矩图。然而，学生运用此法绘制剪力与弯矩图时,感到繁琐、吃力，尤其在列剪力、弯矩方程及求各特征点剪力与弯矩值时经常

弯矩图绘制方法

弯矩图绘制方法 1、基本方法：采用“截面法”，运用静力平衡方程式（ΣX=0、ΣY=0、ΣM=0等）求解控制截面的内力（弯矩、剪力）。控制截面的内力求解后再勾绘弯矩图。 1）确定内力符号的规律为：“左上剪力正、左顺弯矩正”；“右下剪力正、右逆弯矩正”。 2）确定内力数值的规律为：剪力Q等于截面任意一侧所有外力沿梁轴垂直方向所作投影的代数和；弯矩M等于截面任意一侧所有外力对该截面形心的力矩的代数和。 2、勾绘弯矩图时线型处理：除构件受“均布荷载”作用、其弯矩图是曲线外，其余均为直线。 3、弯矩图所画位置： 1）正弯矩画在杆件的下方，负弯矩画在杆件的上方。 2）使杆件下部受拉的弯矩为正,上部受拉的弯矩为负。 3）弯矩图画在杆件纤维受拉的一侧。 4、剪力图所画位置： 1）正剪力画在杆件的上方； 2）负剪力画在杆件的下方； 3）使杆件截面顺时针方向转动的剪力为正剪力； 4）使杆件截面逆时针方向转动的剪力为负剪力； 5）一般情况下，剪力与杆件所受外力的方向相反。 5、弯矩图叠加时注意事项： 1）叠加时以基线为标准，不是以其中某直线或斜线为基准； 2）叠加时要注意正负弯矩的抵消，应先计算每个控制截面的弯矩值，然后勾绘。 6、刚结点会在节点处产生负弯矩，铰结点不会在节点处产生负弯矩。在绘制弯矩图时，只要杆件端部是铰结点，则该节点处的弯矩必为零！注意：弯矩M、剪力Q、分布荷载q之间的关系在绘制内力图上的应用： 1、设梁上作用有任意的分布荷载q，规定q向上为正、向下为负； 2、若梁上某段没有分布荷载： 1）该段的剪力图是一条平行于梁轴的直线，剪力Q为一常数； 2）该段弯矩图为一条直线，分以下3种情况： (1)当剪力Q=常数>0时，弯矩图为一下斜直线（\）； (2)当剪力Q=常数<0时，弯矩图为一上斜直线（/）； (3)当剪力Q=常数=0时，弯矩图为一水平直线（—）； 3、若梁上某段作用有分布荷载： 1）该段的剪力图是一条斜线，分布荷载q为一常数； 2）分布荷载q为一常数，分以下3种情况： (1)当分布荷载q=常数>0时，Q图为一上斜直线（/）,弯矩M图为上凸曲线（∩）； (2)当分布荷载q=常数<0时，Q图为一下斜直线（\）,弯矩M图为下凸曲线（∪）； 4、在剪力Q=0处，弯矩M有极值。即在剪力Q=0的截面上，弯矩M有极值（极大或极小）。

剪力图弯矩图例题

第6章典型习题解析 1.简支梁受力如图a 所示。试写出梁的剪力方程和弯矩方程，并作剪力图和弯矩图。解：（1）求支座反力由平衡方程 ∑=0B m 和∑=0A m 分别求得 ql R A 83=，ql R B 8 1= 利用平衡方程∑=0y 对所求反力进行校核。（2）建立剪力方程和弯矩方程以梁的左端为坐标原点，建立x 坐标，如图a 所示。因在C 处分布载荷的集度发生变化，故分二段建立剪力方程和弯矩方程。 AC 段： qx ql x Q -=83)(1 )20(l x ≤< 212183)(qx qlx x M -= )20(l x ≤≤ CB 段： ql x Q 81)(2-= )2(l x l <≤ )(81)(2x l ql x M -= )2 (l x l ≤≤ 3．求控制截面内力，绘Q 、M 图 Q 图：AC 段内，剪力方程)(1x Q 是x 的一次函数，剪力图为斜直线，故求出两个端截面的剪力值，ql Q A 8 3=右，ql Q C 81 -=左，分别以a 、c 标在x Q -坐标中，连接a 、c 的直线即为该段的剪力图。CB 段内，剪力方程为常数，求出其中任一截面的内力值，例如 ql Q B 8 1 -=左，连一水平线即为该段剪力图。梁AB 的剪力图如图b 所示。 M 图：AC 段内，弯矩方程)(1x M 是x 的二次函数，表明弯矩图为二次曲线，求出两个端截面的弯矩，0=A M ，2 16 1ql M C =，分别以a 、c 标在x M -坐标中。由剪力图知在d 点处0=Q ，该处弯矩取得极值。令剪力方程0)(1=x Q ，解得l x 83=，求得21128 9 )83(ql l M = ，

剪力图弯矩图快速画法口诀

剪力图弯矩图快速画法口诀剪力图快速画法口诀外伸端，自由端，没有P力作零点。无力梁段水平线，集中力偶同样看，均布荷载对斜线，小q正负定增减，集中力处有突变，左顺右逆画竖线，增多少？降多少？集中横力作参考。弯矩图快速画法口诀弯矩图，较复杂，对照剪图来画它，自由端，铰支端，没有力偶作零点。剪图水平弯图斜，剪力正负定增减，天上下雨池水满，向上射出弓上箭。剪图轴线交叉点，弯矩图上极值点。均载边界无横力，光滑吻接无痕迹。集中力处有转折，顺着外力折个尖。集中力偶有突变，反着力偶符号弯，升多少？降多少？集中力偶作参考。弯矩图形已画完，注意极大极小点，数值符号截面点，三大要素标齐全。

7.2.1 截面法求内力问题：梁在发生平面弯曲变形时，横截面上会产生何种内力素？在横截面上会有几种内力素同时存在？如何求出这些内力素？例：欲求图示简支梁任意截面1-1上的内力。 1.截开：在1-1截面处将梁截分为左、右两部分，取左半部分为研究对象。 2.代替：在左半段的1-1截面处添画内力、，(由平衡解释)代替右半部分对其作用。 3.平衡：整个梁是平衡的，截开后的每一部分也应平衡。由得如取右半段为研究对象，同样可以求得截面1-1上的内力和，但左、右半段求得的及数值相等，方向（或转向）相反。 7.2.2 剪力和弯矩是横截面上法向分布内力分量的合力偶矩，因在纵向对称面内且与截面垂直，故称为截面1-1的弯矩。由于取左半段与取右半段所得剪力和弯矩的方向（或转向）相反，为使无论取左半段或取右半段所得剪力和弯矩的正负符号相同，必须对剪力和弯矩的正负符号做适当规定。

剪力的正负：使微段梁产生左侧截面向上、右侧截面向下的剪力为正，反之为负。弯矩的正负：使微段梁产生上凹下凸弯曲变形的弯矩为正，反之为负。归纳剪力和弯矩的计算公式：（截面上的弯矩等于截面一侧所有外力对截面形心取力矩的代数和。）公式中外力和外力矩的正负规定：剪力公式中外力的正负规定：截面左段梁上向上作用的横向外力或右段梁上向下作用的横向外力在该截面上产生的剪力为正，反之为负。以上可归纳为一个简单的口诀“左上、右下为正”。弯矩公式中外力矩的正负规定：截面左段梁上的横向外力（或外力偶）对截面形心的力矩为顺时针转向或右段梁上的横向外力（或外力偶）对截面形心的力矩为逆时针转向时，在该截面上产生的弯矩为正，反之为负。以上也可归纳为一个简单的口诀“左顺、右逆为正”。例7.1 简支梁如图所示。试求图中各指定截面的剪力和弯矩。解（1）求支反力设、方向向上。由可求得（2）求指定截面的剪力和弯矩