弯 曲 内 力

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材料力学刘鸿文第六版最新课件第四章 弯曲内力

材料力学刘鸿文第六版最新课件第四章 弯曲内力

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第三章 扭 转
§3.1 扭转的概念和实例 §3.2 外力偶矩的计算 扭矩和扭矩图 §3.3 纯剪切(薄壁圆筒扭转问题) §3.4 圆轴扭转时的应力 §3.5 圆轴扭转时的变形 §3.6 圆柱形密圈螺旋弹簧的应力和变形 §3.7 非圆截面扭转的概念 §3.8 薄壁杆件的自由扭转
第四章 弯曲内力
M l
e
(l
x2 )
FA
Me
a
b
A
C
x1
x2
l
FS
+
FB
B
Me lx
(3)根据方程画内力图
FS
(
x1
)
M l
e
FS (x2 )
Me l
M x
FA
Me
a
b
A
C
x1
x2
l
FS
+
M
a l
M
e
+

b l
M
e
FB
B
Me
lx
(3)根据方程画内力图
FS
(
x1
)
M l
e
FS (x2 )
M
(x1)
M l
Me
l e x1
a l F(lx2 )
FA a F
b
A x1
C
x2
l
FS
bF
+l

M
FB (3)根据方程画内力图
B
b
FS (x1) l F
FS
( x2
)
a l
F
x
a l
F
x
FA a F
b

《材料力学》课程讲解课件第四章弯曲内力

《材料力学》课程讲解课件第四章弯曲内力

x
∴ 弯曲构件内力:Fs -剪力,M -弯矩。
若研究对象取m - m 截面的右段:
Y 0, Fs F FBY 0.
mC 0,
FBY
FBY (l x) F(a x) M 0.
Fs
F (l a) l
,
M F (l a) x 18 l
1. 弯矩:M 构件受弯时,横截面上
存在垂直于截面的内力偶矩 (弯矩)。
由 Fy 0, 得到:
A
FAy
a
Mc
C FSc
FAy q 2a FSc 0
FSc FAy q 2a qa
(剪力FS 的实际方向与假设方
向相反,为负剪力)
由 MC 0, 得到:
MC FAy 2a 2qa a M1 0
MC FAy 2a 2qa a M1 2qa2
F
M (x) FAY x M A
F(x L) (0 x l)
x
③根据方程画内力图
FL
x
41
§4-4 剪力方程和弯矩方程 剪力图和弯矩图
q
例题4-2
悬臂梁受均布载荷作用。
x
试写出剪力和弯矩方程,并
q
l
x
FS
M x
FS x
画出剪力图和弯矩图。
解:任选一截面x ,写出
剪力和弯矩方程
ql FS x=qx
变形特点——杆轴线由直线变为一条平面的曲线。
P
主要产生弯曲变形的杆--- 梁。
q
M
二、平面弯曲的概念:
RA
NB
3
F1
q
F2
M
纵向对称面
平面弯曲 受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线,且都在

《材料力学》第四章 弯曲内力

《材料力学》第四章 弯曲内力
ql FS = R A-qx= -qx 2 x qlx qx 2 M = R A x-qx ⋅ = - 2 2 2
M FS
F S
(3)画出FS图与M图。 画出F 图与M 剪力图为一斜直线, 剪力图为一斜直线, x=0,FS=ql/2;x=l,FS=-ql/2; ; 弯矩图为一抛物线, 弯矩图为一抛物线, 由三点来确定: 由三点来确定: x=0及x=l时,M=0; x=l/2, M=ql2/8。 。
M x = a, M = O a AC段 x=0, AC段:x=0,M=0 ; l
CB段 CB段:x=a, x=l, M= x= , M=0
MO M =- b l
试作轴的简力图和弯矩图
补例1 补例1

(1)求支反力。 求支反力。
1 ql 2
R A = RB =
(2)用截面法求剪力和弯矩方程。 用截面法求剪力和弯矩方程。
∑ mA = 0 ∑m
B
=0
l -m-P ⋅ + YB ⋅ l = 0 2 l -YA ⋅ l-m+P ⋅ = 0 2
YA-FSC=0 , 3 FSC=- P 2
5 P B 2 3 Y A =- P 2 Y =
m
(2)计算C截面的内力。 计算C截面的内力。
∑Y = 0 ,
P
l 13 mC=0 , YA ⋅ -m+M C=0 , M C= Pl ∑ 4 8
求反力: 解 (1)求反力:
∑ X = 0, X = 0 ∑ Y = 0, P - Y =0 ∑ m =0, m - Pa =0
C C C C
YC= P m C= Pa
(2)列弯矩和轴力方程。 列弯矩和轴力方程。 AB段 AB段:M(x)= Px, N(x)=0 , BC段 BC段:M(y)=mC=Pa, N(y)=P ,

材料力学课件 第六章弯 曲 内 力(土木专业)

材料力学课件 第六章弯  曲  内  力(土木专业)

M
A
0
FRA
A
a
F1
C
F2
D
FRB
B
FRB l F1a F2b 0
MB 0
c
E
F
d
FRAl F1 ( l a ) F2 ( l b) 0
FRA F1 ( l a ) F2 ( l b) l
b l
FRB
F1a F2b l
第六章
记 E 截面处的剪力为
FRA
A
弯曲内力
a F1 C F2 D B
FSE 和弯矩 ME ,且假设
FSE 和弯矩ME 的指向和转 向均为正值.取左段为研究
E
c b l
F
d
对象。
Fy 0 , M 0,
E
FRA FS E 0
M E FRA c 0
FRA
A E
FSE
解得 FSE FRA
ME
M E FRA c
第六章
6.1引言
1.弯曲的概念
弯曲内力
工程实例
第六章
工程实例
弯曲内力
第六章
弯曲内力
车刀轴
第六章
弯曲内力
火车轮轴
第六章
弯曲内力
起重机大梁
第六章
弯曲内力
镗刀杆轴
第六章
基本概念
弯曲内力
1.弯曲变形 (1) 受力特征 外力(包括力偶)的作用线垂直于杆轴线. (2) 变形特征 变形前为直线的轴线,变形后成为曲线. 2.梁 以弯曲变形为主的杆件 3.平面弯曲 作用于梁上的所有外力都在纵向对称面内,弯曲变形后的轴 线是一条在该纵向对称面内的平面曲线,这种弯曲称为平面弯曲.

《材料力学》 第五章 弯曲内力与弯曲应力

《材料力学》 第五章 弯曲内力与弯曲应力

第五章 弯曲内力与应力 §5—1 工程实例、基本概念一、实例工厂厂房的天车大梁,火车的轮轴,楼房的横梁,阳台的挑梁等。

二、弯曲的概念:受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线。

变形特点——杆轴线由直线变为一条平面的曲线。

三、梁的概念:主要产生弯曲变形的杆。

四、平面弯曲的概念:受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线,且都在梁的纵向对称平面内(通过或平行形心主轴且过弯曲中心)。

变形特点——杆的轴线在梁的纵向对称面内由直线变为一条平面曲线。

五、弯曲的分类:1、按杆的形状分——直杆的弯曲;曲杆的弯曲。

2、按杆的长短分——细长杆的弯曲;短粗杆的弯曲。

3、按杆的横截面有无对称轴分——有对称轴的弯曲;无对称轴的弯曲。

4、按杆的变形分——平面弯曲;斜弯曲;弹性弯曲;塑性弯曲。

5、按杆的横截面上的应力分——纯弯曲;横力弯曲。

六、梁、荷载及支座的简化(一)、简化的原则:便于计算,且符合实际要求。

(二)、梁的简化:以梁的轴线代替梁本身。

(三)、荷载的简化:1、集中力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比非常小时。

2、分布力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比不很小时。

3、集中力偶(分布力偶)——作用于杆的纵向对称面内的力偶。

(四)、支座的简化:1、固定端——有三个约束反力。

2、固定铰支座——有二个约束反力。

3、可动铰支座——有一个约束反力。

(五)、梁的三种基本形式:1、悬臂梁:2、简支梁:3、外伸梁:(L 称为梁的跨长) (六)、静定梁与超静定梁静定梁:由静力学方程可求出支反力,如上述三种基本形式的静定梁。

超静定梁:由静力学方程不可求出支反力或不能求出全部支反力。

§5—2 弯曲内力与内力图一、内力的确定(截面法):[举例]已知:如图,F ,a ,l 。

求:距A 端x 处截面上内力。

解:①求外力la l F Y l FaF m F X AYBY A AX)(F, 0 , 00 , 0-=∴==∴==∴=∑∑∑ F AX =0 以后可省略不求 ②求内力xF M m l a l F F F Y AY C AY s ⋅=∴=-==∴=∑∑ , 0)( , 0∴ 弯曲构件内力:剪力和弯矩1. 弯矩:M ;构件受弯时,横截面上存在垂直于截面的内力偶矩。

平面曲杆的弯曲内力

平面曲杆的弯曲内力

q
MA
B (a)
l
B
+
+
M0
+
M0
(b)
MA
(c)
(d)
MA
例题 1
F
q
A l
叠加法作弯矩图
F
BA

B
A
l
F
F+qL
0.5qL2+FL
FL
q B
l
qL
0.5qL2
例题 2
叠加法作弯矩图
F A
m 1 Fl
4A
F
C
B
B
l2 l2
1 Fl 4
-
+ 1 Fl 8
l2 l2
+
1 Fl 4
A C
m 1 Fl 4 C
l
1 Fl
-4
例题 3
6kN
6kN 2kN m
AC
B
D
2m 2m 2m
4
+
-
6
+
4
2kN m
2m 2m 2m
4
-
例4 叠加法作图示简支梁的弯矩图。
2F
A C
l/2
l/2
F B
l/2
Fl / 2
Fl / 4 M
Fl / 4
Fl / 2
例5:叠加法作弯矩图 F=ql
F
=
=
+
ql2
++
ql2 / 2
叠加原理绘制弯矩图
A
1. 叠加原理:当梁在各项荷载 作用下某一横截面上的弯矩等 于各荷载单独作用下同一横截 面上的弯矩的代数和。

刘鸿文材料力学 I 第6版_4_弯取内力

刘鸿文材料力学 I 第6版_4_弯取内力
43
(3) 在剪力Q为零处, 弯矩M取极值。
注意: 以上结论只在该 段梁上无集中力 或集中力偶作用 时才成立。
44
(4) 在集中力作用点: 剪力图有突变,突变值 即为集中力的数值,突 变的方向沿着集中力的 方向(从左向右观察); 弯矩图在该处为折点。
(5) 在集中力偶作用点: 对剪力图形状无影响; 弯矩图有突变,突变值 即为集中力偶的数值。
2
AC段: N 1 qa Q qa qy 2
M qa y 1 qy2
2
(3) 轴力图
(4) 剪力图
35
(4) 剪力图
(5) 弯矩图
BC段:
M 1 qa x
2
qa
AC段:
M qa y 1 qy2
特点: 2
在刚节点处,弯矩值连续 ;
Q
1 qa 2
36
特点: 在刚节点处,弯矩值连续; 可以利用刚节点的平衡, 对内力图进行校核。
(2) 求剪力方程和弯矩方程
需分段求解。
分为两段:AC和CB段。 AC段 取x截面,左段受力如图。
由平衡方程,可得:
Q(x) Pb l
(0 x a)
M (x) Pb x
(0 x a)
l
CB段 取x截面,
x
Q
M
17
CB段 取x截面, 左段受力如图。 由平衡方程,可得:
外侧均可,但需标出正 负号; (3) 弯矩画在受压侧。
32
例 5 刚架
已知:q,a。
求:内力图。
解:(1) 求支反力 结果如图。
(2) 求内力 BC段:
X 0
MQ
N Dx
N 0

平面弯曲1(内力及内力图)

平面弯曲1(内力及内力图)
1
ΙΙ. ΙΙ. 梁的计算简图
一、载荷和约束力的类 型
1.集中力 2.集中力偶 3.分布力
F
m
q
二、梁的支座类型
1.固定铰支座
2.活动铰支座
3.固定端
三、梁的类型
1.简支梁
2.外伸梁 3.悬臂梁
约束力不超过三个, 以上三种梁统称为 : 静定梁(约束力不超过三个, 可由平衡方程求解。) 可由平衡方程求解。) 2
11
由外力写内力
力引起正剪力; 1.相对于横截面来说,左 段向上、右段向下的外 力引起正剪力; 相对于横截面来说, 段向上、 反之则反。 反之则反。
2.相对于横截面来说,左 、右段向上的外力引起 正弯矩; 相对于横截面来说, 正弯矩; 反之则反。 反之则反。
3.相对于横截面来说,外 力矩或外力偶,左段顺 时针转, 相对于横截面来说, 力矩或外力偶, 时针转, 反之则反。 右段逆时针转引起正弯 矩;反之则反。
3 .根据方程作图
Pa (a<x<l) l Pa (a ≤ x ≤ l ) M = FB ( l − x ) = (l − x ) l
Pa l
x
0
+
M
Pab l
8
例二、 作图示梁的剪力图和弯矩图,并标出控制点的数据。 例二、 作图示梁的剪力图和弯矩图,并标出控制点的数据。 解:
FA = FB = ql 2
18
例. 作图示梁的Fs、M图 作图示梁的F
y
解:
Fa Fa FA = (↓),FB = + F(↑) l l
x1
A
B
x2
C
FxBiblioteka axlAB段
Fa Fs = − l Fa M=− x l
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简支梁 悬臂梁 外伸梁
第二节 梁的内力计算
一、剪力和弯矩
已知如图所示,F、a、l。
求距A端x处截面上内力。 (1)求外力
a A
l
X 0 , FX A 0
mA 0 ,
FB
Fa l
F(l a)
Y 0 , FYA l
FXA A FYA
F B
F B
FB
(2)求内力,应用截面法
Y
0,
❖ 剪力、弯矩方程法
Q Q(x) M M (x)
剪力方程 弯矩方程
剪力图 弯矩图
例11-2 已知如图悬臂梁受均布荷载q的作用,梁的长度为 l。求作此梁的剪力图和弯矩图。
A
q
B
x LL
解(1)求支座反力。
Y 0
MA 0
FA ql 0
ql 2 MA 2 0
FA ql
M
A
ql 2 2
(2)写出内力方程。
M3 FA • 2a M
M 4 FA • 2a M
由以上例题可以得出结论:
❖ (1)计算内力时按支座反力的实际方向确定其正负号, 与坐标系相一致。
❖ (2)计算弯曲内力时,选用截面左侧还是右侧计算应以 计算简便为原则。
❖ (3)集中力作用处,左、右两侧的剪力不同,弯矩相同。 ❖ (4)集中力偶作用处,左、右两侧面上的剪力相同,但
为正向),可得
Y 0 FA Q1 0
y
1 M1
C
x
Q1 FA
A
a
Q1
同理可得 Q2 FA
FA
1
Q3 FA
Q4 FA FB
(3)计算弯矩。 如图所示,设1-1截面上的弯矩为M1(按规定其图示为 正向),可得
MC 0
FA • a M1 0
同理可得
M1 FAa
M 2 FA • a M
Q FA qx
Q
M
M A
qx2 2
FA

x
(0 x l)
FA (+)
M
l
2
x
x (3)根据方程画内力图。
Q ql max
ql 2 2
RA
ql 2 8
RA
M ql2 max 2
例11-3 已知图示简支梁,受力P、2P的作用,AC=CD=DB=a。 作剪力图和弯矩图,确定Qmax和Mmax。
内力的正负规定:
(1)剪力Q。 绕研究对象顺时针转为正剪力;反之为负。
Q(+)
左上右下为正 Q(–)
Q(+)
Q(–)
(2)弯矩M。使微段梁产生上弯趋势的为正弯矩;反之为负弯 矩。
M(+)
M(+) M(–)
上弯为正
M(–)
例11-1 如图所示简支外伸梁,受集中力偶M和均布荷载q的 作用。求梁的1-1、2-2、3-3、4-4截面上的剪力和弯矩。
梁的支承条件与载荷情况一般都比较复杂,为了便于分析 计算,应进行必要的简化,抽象出计算简图。 1. 杆件的简化 通常取梁的轴线来代替梁。轴线是杆件横截面形心的连线。 折杆或曲杆可用中心线代替。
2. 载荷的分类 作用于梁上的载荷(包括支座反力)有三种类型:
集中载荷、均布载荷和集中力偶。
q
M
F
3.支座的分类 m
5 3
P
x3 2a, 3a
(3)绘制Q图和M图。 显然在三段内中剪力皆为常值,在剪力图中是三条水平线 段,如图所示; 弯矩方程都是一次函数,在弯矩图中为 三条直线段,如图所示。 (4)最大剪力和最大弯矩值。
5
Qmax
P 3
5
M max
Pa 3
当梁上有几项载荷同时作用时,由每一项载荷所引起的梁 的支座反力、剪力和弯矩都不受其他载荷的影响。这样, 就可以先分别计算出梁在各项载荷作用下某一截面上的剪 力和弯矩,再求出它们的代数和,即得到梁在这几项载荷 共同作用下该截面上的剪力和弯矩。此即叠加法。
教学重点
❖ 截面法求剪力和弯矩; ❖ 剪力方程和弯矩方程; ❖ 剪力图和弯矩图; ❖ 载荷集度、剪力和弯矩之间的关系。
教学难点
❖ 剪力和弯矩的方向判定; ❖ 剪力方程和弯矩方程的列法; ❖ 三种作剪力图和弯矩图的方法; ❖ 载荷集度、剪力和弯矩之间的关系。
第一节 平面弯曲的概念及梁的计算简图
一、平面弯曲的概念 工程实例
Q FYA
F(l a) l
mC 0 , M FYA x
m FXA A
FYA
x
m
弯曲构件内力
剪力Q 弯矩M
Q A
C
弯矩M
FYA
Q
——构件受弯时,横截面上
MC
位于轴线所在平面内的内力偶。
矩心为横截面形心。
P B
FB
M F
FB
剪力Q ——构件受弯时,横截面上过截面形心且平行于截面的内力。
解 (1)求支座约束反力。
Y 0 FA FB P 2P 0
M B 0 FA 3a P 2a 2P a 0
得 FA=4P/3,FB=5P/3
(2)列剪力方程和弯矩方程。
Q1x1
FA
4 3
P
Q2
x2
FA
P
1 3
P
x1 0, a x2 a, 2a
Q3
x3
FA
P
2P


力 学
弯曲内力
弯曲内力
第一节 平面弯曲的概念及梁的计算简图 第二节 梁的内力计算 第三节 载荷集度、剪力和弯矩间的关系
教学目的和要求
❖ 梁的弯曲变形是工程实际中非常重要的一种构件变形形式,本章主要 介绍梁在弯曲变形时的内力计算,包括剪力和弯矩的计算。学习时要 重点掌握采用截面法确定剪力和弯矩的计算,能够做出正确的剪力图 和弯矩图,熟悉作剪力图和弯矩图的具体方法。同时要掌握载荷集度、 剪力和弯矩之间的微分关系。
A RA
a
a
4q 3
D
B
3
B
4
RB
a
解 (1)计算支座反力。
由 MB 0 得
FA
• 2a
M
1 2
qa2
0
FA
M 2a
1 4
qa
由 Y 0 得
FA FB qa 0
FB
M 2a
5qa 4
由 MA 0
校核
M
5qa2 2
FB • 2a 0
可据此判断支座反力计算正确。
(2)计算剪力。 如图所示,设1-1截面上的剪力为Q1(按规定其图示
弯曲变形——杆受垂直于轴线的外力或外力偶矩的作用时, 其轴线变成了曲线,这种变形称为弯曲变形。
梁——以弯曲变形为主的杆件通常称为梁。
常见梁的截面形状
平面弯曲——当所有的外力都作用在梁的纵向对称面内时,梁 变形后轴线所在的平面与外力所在的平面相重合,这种弯曲称 为平面弯曲。
F1
q
F2
M
纵向对称面
二、梁的计算简图
弯矩不同。
二、剪力图和弯矩图
1.剪力方程和弯矩方程
内力与横截面位置坐标x间的函数关系式为
Q Q(x) M M (x)
剪力方程; 弯矩方程。
2. 剪力图和弯矩图
剪力图
Q Q(x) 的图线表示;
弯矩图
M M (x) 的图线表示。
一般情况下,梁横截面上的剪力和弯矩随截面位置不
同而变化
剪力图、弯矩图
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