3材料力学 静定悬臂梁受集中力和均布力的剪力图和弯矩图 解题过程
材料力学,弯矩剪力图
三、剪力方程、弯矩方程： 剪力方程、
剪力方程 弯矩方程
q A L B
FS = FS ( x )
M = M ( x)
反映梁的横截面上的剪力和弯 矩随截面位置变化的函数式 显示剪力和弯矩随截面位移的 变化规律的图形则分别称为剪力 变化规律的图形则分别称为剪力 弯矩图。 图和弯矩图。
注意： 不能用一个函数表 注意 达的要分段，分段点为： 达的要分段，分段点为：集中力 作用点、集中力偶作用点、 作用点、集中力偶作用点、分布 力的起点、终点。 力的起点、终点。
CD :
Fs ( x2 ) = FAY − 2 = 2 − 2 = 0, M ( x2 ) = FAY x2 − 2( x2 − 1) = 2(kN .m),
Fs ( x3 ) = − FBY + 1× x3 = −2 + x3 , 2 x3 x3 M ( x3 ) = FBY x3 − 1× x3 × = 2 x3 − , 2 2
Fb (0 < x < a ) FS ( x ) = l Fb M (x) = x(0 ≤ x ≤ a ) l
CB段 段 B FB
3、作剪力图和弯矩图 F b a A C x l FA FS
Fb l
Fb FS1 ( x ) = l Fa B FS2 ( x ) = − l FB Fb M 1 (x ) = x l Fa (l − x ) M 2 ( x) = l
Me (↑) FA = l B Me (↓) FB = l F
l Me (l − x ) (a < x ≤ l ) CB段： M ( x ) = FA x − M e = − 段 l
3、作剪力图和弯矩图 、 a A C l Me Fs l
解绘出悬臂梁的弯矩图
第6章 弯 曲 (2) 设工人重力和货物重力合成为一个集中力，且作用在跳 板长度的中点时最危险，此处弯矩最大值为
M max
700 2 1500 3 2175 N m 2 2
按弯曲强度设计：
M max 2175 103 max 6 2 500 h Wz 6
制其剪力图和弯矩图。 解 设截面m-m与B端之间的距离为x，取m-m截面的右段为 研究对象，画出受力图, 如图6.10（b）所示。 根据平衡条件：
Fs-qx=0 Fs=qx
x M qx 0 2
(0≤x≤l)
1 M qx 2 2
(0≤x≤l)
第6章 弯 曲
(a) A
q
m1 B
l
m
的构件习惯上称为梁。 工程实际中常用直梁的横截面形状主要有圆形、矩形、T字 形和工字形等，如图6.2所示。
第6章 弯 曲
y z
y z
y z
y z
图 6.2
第6章 弯 曲
以上横截面一般都有一个或几个对称轴，由纵向对称轴与
梁的轴线组成的平面称为纵向对称平面，如图6.3所示。
纵向对称面 q M F 对称轴
M 2 24 8 x2
第6章 弯 曲 (3) 绘制剪力图和弯矩图。 根据梁的各段上的剪力方程和弯矩方程，绘出剪力图， 如图6.8(d)所示, 绘出弯矩图， 如图6.8(e)所示。 从剪力图上可以看出，在集中力 F 作用处，剪力图上会发 生突变，突变值即等于集中力F的大小。 由剪力图和弯矩图可知, 集中力F作用在C截面上，剪力和
*6.6 组合变形简介
思考与练习
第6章 弯 曲
6.1 弯曲的概念与实例
6.1.1 基本概念
怎样快速绘制剪力图和弯矩图
怎样快速绘制剪力图和弯矩图3毛和业(黔南职业技术学院机电系,贵州,都匀558022)摘 要:在工程构件中,最常见的变形形式是弯曲变形和弯扭组合变形。
它们的强度计算必须以剪力图和弯矩图的绘制来找到危截面为前提,而这一绘制过程复杂,计算量大。
根据各种载荷的剪力图和弯矩图规律对这一过程进行简化,可找到一种学生易于掌握,且准确率高的方法。
关键词:剪力图;弯矩图;绘制;快速中图分类号:T B23 文献标识码:B 文章编号:1005-6769(2005)03-0081-03How to D raw the Shear i n g Force D i a gram and Bend i n g M o m en t D i a gram Rap i dlyMAO He -ye(Mechanical and Electr onic Depart m ent,Q iannan Vocati onal and Technical College,Duyun 558022,China )Abstract:I n structural me mbers,the defor mati on is usually caused by bending or by a combinati on of bending and t orsi on .W e calculate their strength based on finding the critical secti on by drawing the shearing force diagra m and bending moment diagra m that is relatively comp lex and needs l ots of work .Theref ore,according t o the regulati ons of shearing f orce diagra m and bending moment diagra m caused by different l oad models,this paper si m p lifies the p r ocess and finds an easy and accurate method .Key words:shearing f orce diagra m;bending moment diagra m;dra w;rap id1 引言 《工程力学》是工科各专业的一门重要的技术基础课,特别对于机电类专业,学生学习质量的好坏,对后续课程的学习,如《机械原理》《机械零件》《汽车理论》等乃至于对今后的工作至关重要。
《工程力学》中剪力图和弯矩图的快易绘图法
《工程力学》中剪力图和弯矩图的快易绘图法作者：王瑞清来源：《科技资讯》 2011年第34期王瑞清（包头轻工职业技术学院内蒙古包头 014035）摘要：在《工程力学》中，绘制平面弯曲梁的剪力图和弯矩图是“直梁的弯曲”一章中的重点和难点，传统的规律绘图法用到的一次函数、二次函数和导数等相关知识，对于数学基础不很扎实的高职生来说是很难理解的。
本文中作者利用选取特殊点来绘制剪力图和弯矩图，其方法更为简便快捷。
关键词：剪力图弯矩图特殊点中图分类号：TB3 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2011)12(A)-0000-00在《工程力学》中，直梁的弯曲变形是杆件受力变形的基本形式之一，在对梁进行强度和刚度计算时，通常要画出剪力图和弯矩图（即把剪力方程和弯矩方程用函数图象表示出来）以便清楚地看出梁的各个截面上剪力和弯矩的大小、正负以及最大值所在截面的位置。
目前绘制剪力图和弯矩图最常用的规律绘图法中用到一次函数、二次函数和导数等相关知识，这对于数学基础不很扎实的高职生来说是很难理解的。
通过教学，作者在原有绘图方法的基础上，利用选取特殊点代替一次函数、二次函数和导数来绘制剪力图和弯矩图的规律，谨供广大同仁参考。
具体方法为：从上至下依次画出直梁的受力分析图——特殊截面的剪力值、弯矩值——剪力图（直角坐标系）——弯矩图（直角坐标系），具体事宜与载荷种类不同有关。
1、集中载荷例：如图1（a）所示的简支梁AB在C点处作用集中载荷F,画出此梁的剪力、弯矩图。
(1)、求约束反力。
画受力图，如图1（a）求支座约束力。
由平衡方程得：(2)、画剪力图，如图1（b）。
某截面上的剪力即为其截面左（右）段梁上外力的代数和，左上右下为正，左下右上为负。
AC、CB段均无载荷作用，剪力图均为水平线。
(3)、画弯矩图，如图1（c）。
某截面上的弯矩即为其截面左（右）段梁上外力矩的代数和，左顺右逆为正，左逆右顺为负。
AC、CB段无载荷作用，弯矩图为斜直线，确定A、B、C三点临近截面的弯矩值在弯矩图坐标中描出A、B、C三点坐标，分别作出AC、CB段的斜直线。
材料力学第五章梁的剪力图与弯矩图
29
§5-3
剪力和弯矩及其方程
为了建立剪力方程和弯矩方程，必须首先 建立Oxy坐标系。其中O为坐标原点，x坐 标轴与梁的轴线一致，坐标原点O一般取 在梁的左端，x坐标轴的正方向自左向右， y坐标轴铅垂向上。
30
§5-3
剪力和弯矩及其方程
建立剪力方程和弯矩方程，需要根据梁上的外 力（包括载荷和约束力）作用状况，确定控制 面，从而确定要不要分段，以及分几段建立剪 力方程和弯矩方程。
FBy
F 0 M 0
y A
FAy FBy 2F
FSE O FAy ME
FBy
F 5F FAy 3 3
分析右段得到：
FBy
O
ME FSE
F
FBy
y
0
FSE FBy 0
M
o
0
3a M E FBy Fa 2
27
§5-3 剪力和弯矩及其方程
F FBy 3
3、平面弯曲（对称弯曲）：若梁上所有外力都作用在纵向对称面内，
梁变形后轴线形成的曲线也在该平面内的弯曲。
4、非对称弯曲：若梁不具有纵向对称面，或梁有纵向对称面上但外力
并不作用在纵向对称面内的弯曲。
13
工程实际中的弯曲问题简图
P
P P P
P P P
P
14
平面弯曲
•具有纵向对称面 •外力都作用在此面内 •弯曲变形后轴线变成对称面内的平面曲线
M M M
M
弯矩为正
弯矩为负
22
梁的控制面
集中力作用点两侧的截面
集中力偶作用点两侧的截面 集度相同的均布载荷起点和终点截面处
23
悬臂梁的弯矩计算方法可参考材料力学供参习
For personal use only in study and research; not for commercial use悬臂梁的弯矩计算方法可参考材料力学。
你没有说清楚悬臂梁上作用的是什么样的荷载形式，所以没有办法直接给答案，给你下以几种，让你参考吧（一）、受端部集中荷载作用时其悬臂梁上的弯矩值是Px，其中P是端部集中力，x是从端部到另一端的距离。
（二）、受均布荷载作用时其悬臂梁上的弯矩值是qx2/2，其中q是均布线荷载，x是从端部到另一端的距离。
设为均布荷载下。
悬臂梁悬臂净长L。
计算悬臂梁自重及其担负楼板面积的自重计g KN/m；（包括上下粉刷重）计算悬臂梁担负楼板面积上的活荷载q KN/m；（楼面活荷载标准值查荷载规范GB50009-2001)承载能力极限计算的荷载基本组合值为1.2g＋1.4q＝Q1正常使用极限计算的荷载标准组合值为g＋q＝Q2（计算两种极限状态的弯矩分别代入Q1或Q2值）支座截面的弯矩＝1/2Q×L^2。
同问已知弯矩、板混凝土强度、钢筋型号，如何求板配筋？？例如弯矩21.1KN/m，H=150mm，C25混凝土，二级钢求As2011-11-01 11:18 提问者：影子伯爵之羽|浏览次数：808次我来帮他解答您还可以输入9999 个字推荐答案2011-11-01 14:02二、设计依据《混凝土结构设计规范》GB50010-2002三、计算信息1. 几何参数截面类型: 矩形截面宽度: b=1000mm截面高度: h=150mm2. 材料信息混凝土等级: C25 fc=11.9N/mm2 ft=1.27N/mm2钢筋种类: HRB335 f y=300N/mm2最小配筋率: ρmin=0.200％纵筋合力点至近边距离: as=15mm3. 受力信息M=21.100kN*m4. 设计参数结构重要性系数: γo=1.0四、计算过程1. 计算截面有效高度ho=h-as=150-15=135mm2. 计算相对界限受压区高度ξb=β1/(1+fy/(Es*εcu))=0.80/(1+300/(2.0*105*0.0033))=0.5503. 确定计算系数αs=γo*M/(α1*fc*b*ho*ho)=1.0*21.100*106/(1.0*11.9*1000*135*135)= 0.0974. 计算相对受压区高度ξ=1-sqrt(1-2αs)=1-sqrt(1-2*0.097)=0.103≤ξb=0.550满足要求。
梁的剪力和弯矩概念讲解(剪力图弯矩图,含例题)
ql 2 ql 2
ql 2 8
例题
4.6
F
图示悬臂梁AB,自由端受力F的作用,试作剪力 图和弯矩图.
FS x F
X
0xL 0 xL
A
l
B
M x Fx
kN
FL
F
kNm
例题 4.7
20 kN
X1
图示外伸梁,,试作剪力图和弯矩图.
1
求下图所示简支梁1-1与2-2截面的剪力和弯矩。
F=8kN A 2m 1 1 q=12kN/m 2 2 3m B
例 题
1.5m FB
FA
1.5m
1.5m
解： 1、求支反力
M B 0 FA 6 F 4.5 q 3 F
y
0
3 0 FA 15kN 2 FA FB F q 3 0 FB 29kN
一、梁平面弯曲的概念
1、平面弯曲的概念
弯曲变形：作用于杆件上的外力垂直于杆件的轴线，使 杆的轴线由直线变为曲线。
平面弯曲：梁的外载荷都作用在纵向对称面内时，则梁的轴 线在纵向对称面内弯曲成一条平面曲线。 q Me 纵 向 F
对称面
B A
x
FAy FBy
y
以弯曲变形为主的直杆称为直梁，简称梁。 平面弯曲是弯曲变形的一种特殊形式。
3.8 2.2 AD段：q<0， FS 图为向下斜直线， 1.41 3.8 M图为下凸抛物线。 M图为斜直线。
例题 4.9 4.10
F
Fa
2kN m
4m
5
N
a
F
a
kN
kN
4
材料力学第三组——作图所示的各梁的剪力图和弯矩图。
答：
材料力学
第三组：
计算题（每小题25分，共100分）
1.作图所示的各梁的剪力图和弯矩图。
解：
（a）如图（a）所示；
根据平衡条件，求出各支座反力：
； ； ；
应用荷载、剪力、和弯矩的关系，直接作弯矩图和剪力图，如图（a1）所示。
（b）如图（b）所示；
根据平衡条件，求出各支座反力：
； ； ；
应用荷载、剪力、和弯矩的关系，直接作弯矩图和剪力图，如图（b1）所示。
2.求下列图示各刚架的弯矩、剪力及轴力图。
答：
弯矩图：
剪力、轴力图。
3.用积分法计算图示梁的变形时，需分几段建立方程？并写出其位移边界条件。
解：
应分三段，AB段，BC段，CD段，边界条件为：
，
，Leabharlann ， ，4.图示压杆两端为球铰约束，截面如图所示，为200mm×125mm×18mm的不等边角钢。杆长l = 5m，材料为Q235钢，其弹性模量E = 205GPa。试求压杆的临界载荷。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
求下图的剪力方程和弯矩方程，作剪力图和弯矩图，并求最大弯矩。
1.问题分析：属于受集中力、均布力的悬臂梁，静定。
2.将B点的固定约束去掉，以F BX，F BY，M代替支座反力，如下图所示。
利用静力平衡方程求解如下：
∑F x=0，得出：F BX=0（1）∑F Y=0，得出：F+ql−F BY=0（2）∑M B=0，得出：ql×l+ql×(0.5l)−M=0（3）由方程（1）、（2）、（3）解得：F BX=40，F BY=2ql, M=1.5ql2
3.剪力方程和剪力图
求解出未知的支座反力后，梁的受力如下图所示。
剪力的正负按照“左上右下，剪力为正”来判断。
剪力方程如下：
F s=−ql−qx
当x=0时，F S=−ql
当x=l时，F S=−2ql
剪力图如下图所示。
4.弯矩方程和弯矩图
弯矩的正负按照“左顺右逆，弯矩为正”来判断。
弯矩方程如下：
M=−qlx−qx×(0.5x)=−0.5qx2−qlx 当x=0时，M=0
当x=l时，M=−1.5ql2
弯矩图如下图所示。
弯矩的最大值M max=−1.5ql2。