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文档简介

.1,1,基本概念和基本方法,2,轴力和转矩图,第5章构件的内力分析和内力,3,剪切力和力矩图,2,51基本概念和基本方法;1,总体平衡和局部平衡概念;构件的内力分析和内力;如果通过外力平衡,则上面修剪的所有部分都必须平衡。电子称为整体平衡或整体平衡。后者称为局部平衡。3,构件内力分析和内力,2,内力剖面法,内力计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。寻找内力的一般方法是剖面法。1 .内力,物理内力:组件内部粒子之间的相互作用。材料动力学中的内力:外力导致元件内部的进一步互动。4,构件的内力分析和内力,示例1:求内力的截面方法,阻挡:替代:平衡:1。截面方法的基本步骤:2,内力截面方法,5,构件内力分析和内力,示例2:剖面方法内力,阻挡:替代:平衡:1。截面方法的基本步骤:2,内力截面方法,6,构件的内力分析和内力,示例3:剖面方法内力,阻挡:平衡:1。截面方法的基本步骤:2,内力截面方法,7,构件内力分析和内力,2,内力剖面法轴向力,2,摘要:剖面法求内力的步骤切断:在所需内力的剖面上使用虚拟剖面将构件分为两部分。替代:如果拿走某一部分,就扔掉该部分,用作用于切断面的相应内力(力或力)代替作用于离开的部分。平衡:为剩馀部分创建平衡方程,并根据上面已知的外力计算切削中杆的未知内力(在本例中,切削的内力为剩馀部分的外力)。8,52轴拉伸压力轴向力,轴向拉伸压力的外力特性:外力的配合线与载荷轴匹配。一、概念、轴向拉伸压力的变形特性:杆的变形主要是轴向伸长或缩短。构件的内力分析和内力分析,9,构件的内力分析和内力,轴压缩,相应的力称为压力。轴向拉伸,相应的力称为拉力。机械模型图,10,内力分析和内力,x,1。轴向力由轴拉伸压杆的内力,FN表示。第二,轴向力和轴向力,11,更直观地反映轴向力与截面位置变化的关系;确定最大轴向力的值和相应横截面的位置,即危险截面的位置,并为强度计算提供了基础。构件的内力分析和内力,第三,轴向力FN(x)图像表示。4 .轴向力的正负条款:FN等于外部法线的正轴向力(张力),FN与外部法线相反,负轴向力(压力),FN,x,P,意义,12,构件的内力分析和内力,示例1使用图标栏的a、b、c、d点分别使用5P、8P、4P、p的大小和方向的力来测试条形的轴向力。解决方案:查找OA分段内力f91:剖面设置图、13,构件的内力分析和内力,示例1图标杆的a、b、c、d点分别作用于大小为5P、8P、4P、p的力,并尝试以此方向绘制杆的轴向力。寻找AB区段内力FN2:设定剖面,FN2=3p,如图所示。14,构件的内力分析和内力,示例1图标栏上的a、b、c、d点分别作用于大小为5P、8P、4P、p的力,然后绘制条形的轴力,如图所示。BC段,CD段内力分别为FN3,f94:截面设置图,fn3=5P,PD,FN4=p,15,构件的内力分析和内力,示例1图标栏中的a、b、c、d点分别作用于大小为5p、8P、4P、p的力,并尝试以此方向绘制条形的轴向力。绘制轴力:2p、p、x、f02=3p、f93=5p、f94=p、fn、16,构件内力分析和内力,结论:构件截面内力和外力的从属关系,构件外力(包括杆和约束力)沿杆的轴方向变化时,内力的变化规律也发生了变化。2P、P、x、FN、外力突变:表示存在集中力、集中力联接器,或者分布载荷不连续性或分布载荷集图中发生了突变。,内力变化规律:表示内力变化的函数或变化的示意图,17,内力分析和内力,扭转变形是指构件大小相同,方向相反,作用平面作为垂直于构件轴的力对,构件的横截面围绕轴产生旋转。通过扭转变形的构件通常是轴零件,其横截面大部分是圆形的,因此主要介绍圆形轴扭转。扭转角度():绕轴旋转两个剖面产生的角度位移。剪切变形():直角的变化量。53扭转扭矩图表,18,构件内力分析和内力,工程实例,53扭转力矩图表,19,构件的内力分析和内力,53传动轴的外力力矩转矩和力矩图,1,传动轴的外力力矩1直接计算,外力力矩:me=FD,20,构件的内力分析和内力,53传动轴的外力力矩和力矩图表,第一,传动轴的外力力矩2根据输入功率和速度计算。已知:轴速度-n旋转/分钟输出功率-p千瓦力矩Me,电动机每秒输入操作w,外力力矩Me等于每秒操作完成w,这两种表达式相同,外力力矩Me等于,21,3转矩的符号要求:“t”的旋转和截面外法向方向满足右螺旋法则。其他四个手指与t旋转对齐,使右侧拇指指向外部法线的正方向。构件的内力分析和内力,2,扭矩和扭矩图1扭矩:如果元件扭转,则记录为断面中的内力力矩,t。2截面法的扭矩,22,构件的内力分析和内力,4转矩图:图形线,表示沿构件轴的每个横截面的转矩变化。目的、x、t、23,构件的内力分析和内力,示例1是驱动轴,n=300r/min,活动轮输入P1=500kW,从动轮输出P2=150kW,P3=150kW,示例1,解决方案:外力双力矩计算,24,构件内力分析和内力,寻找扭矩(扭矩设定为正方向),25,构件内力分析和内力,力矩图绘制,BC段是危险截面。x,t,4.78,9.56,6.37,26,构件的内部工程示例,54弯曲剪切和力矩,1,弯曲概念,27,构件的内力分析和内力,54弯矩和力矩,1,弯曲概念,2。曲线:杆是与轴垂直的外力或外力力矩,3 .梁:基于弯曲变形的零部件通常称为梁。28,构件内力分析和内力,第二,梁的计算简略度,梁的支撑条件和载荷情况通常更复杂,因此,为了便于分析计算,必须进行必要的简化,并抽象计算简略度。1.构件本身的简化通常使用梁的轴网线,而不是梁。2 .简化负载作用于梁(包括支撑反作用力)上的负载可以简化为三种类型的负载:集中力、集中力耦合和分布负载。3 .简化支撑,29,构件的内力分析和内力,固定铰链轴承2的约束力。桥下的固定轴承、推力球轴承等。移动铰链轴承1具有约束力。桥下的滚子轴轴承、滚珠轴承等。30,杆的内力分析和内力,固定端3约束力。游泳池跳水板支撑,桩下支撑等。4 .梁的三种基本形式简支梁,悬臂,31,构件的内力分析和内力,外部扩展梁,5。静态梁和静态不确定梁、静态梁:您可以从静态方程式(例如上述三种基本形式的静态梁)中获得反作用力。静态不确定的梁:静态方程式无法求出反作用力或求出所有反作用力。32,3,弯曲内力:构件的内力分析和内力,示例已知:插图,p,a,l .查找:a端点x处剖面的内力。l,A,A,B,B,解决方案:查找外力,33,构件的内力分析和内力,寻找内力剖面法,a,fs,m,m,fs,弯曲构件内力,1。弯矩:m构件弯曲时,横截面的作用面垂直于截面的内力力矩。c、c .34、构件的内力分析和内力,2。剪切:Fs杆件弯曲时,横截面的工作线平行于截面的内力。,3 .关于内力的正负条款:剪切Fs:围绕研究对象顺时针正向剪切力;相反是负数。弯矩m:使梁成为凹面弯矩。使梁凸起是负弯矩。fs()、fs()、fs()、fs()、fs()、m () m()、m()、m()、m,35,范例2:寻找插图(a)中展示的梁1-1,2-2剖面的内力。解决方案:求内力的截面方法。1-1剖面中切割的分隔符号、插图(A)、2、案例、Fs1、A、M1、构件的内力分析和内力、36,2-2剖面中切割的分隔符号,插图(a),q,Fs2,B,M2,构件的内力分析和内力,7。内力表达式:内力和截面位置坐标(x)之间的函数关系。2 .剪切力和力矩图形:4、剪切力表达式和弯矩表达式剪切力和力矩表达式。38,构件的内力分析和内力,示例3查找以下每个图标梁的内力表达式并绘制内力。解决方案:写反作用力,内力方程,p,约,l,根据方程写内力方程,fs (x),m (x),x,x,p,39,求构件的内力分析和内力,示例3下每个图标梁的内力方程,并绘制内力。p、l、fs (x)、m (x)、x、x、p、pl、(1)、ab没有外力,剪切力,40,构件的内力分析和内力,解决方案:写内力方程,根据方程写作用力,L,q,Fs(x),x,M (x),41,构件的内力分析和内力,弯矩方程与x的导数等于剪切方程,剪切方程与x的导数等于梁接收的载荷。l,q,fs (x,x,m,x,QL,(2),42,构件内力分析和内力,解决方案:反作用力,内力方程,方程绘制内力,(3),p,a,a,b,43,构件的内力分析和内力,C,C,b,a,C,b,C,C,C,b,C,C,C,b,C,C,C,C,C解决方案:反作用力,内力方程,根据方程,(4),Fs,x,qL/2,qL/2,45,构件的内力分析和内力,弯矩的导数等于剪切力,剪切力的导数等于分布载荷q,剪切力为零的横截面中弯矩值最大的(4),46,构件的内力分析和内力,(4),m0,a,b,l,解决方案:查找反作用力,RA,RB,C的集中力力矩,47,构件的内力分析和内力,整个梁剪切力图力矩图中的两条坡面线具有相同的斜率。集中力耦合作用力矩m0,(4),m0,a,b,l,-m0a/l,m0b/l,Rb,AC段:48,构件的内力分析和内力,1,剪切,弯矩和分布载荷之间的关系,dx段的平衡分析,例如,q (x),q (x),M (x),5,剪切力、弯矩和分布载荷集之间的关系和应用,49,构件的内力分析和内力,q (x),m (x) DM (x),fs (x) DFS (x),fs (x),fs,弯矩与载荷集度的关系为,50,2,剪切,弯矩和外力之间的关系,外力,无外力段,连续载荷段,集中力,集中力,Fs图形特征,m图形特征,水平线,51,构件的内力分析和内力,概要:1,直线杆的线段没有集中力或集中力:(1)q(x)=0,Fs(x)插图是水平的,M(x)插图是对角线的;(2)q(x)=c,Fs(x)图形表示坡度线,M(x)图形表示二次抛物线;(3)如果Fs(X0)=0,则m在X0处具有极值。3,在集中偶作用下,在Fs(x)图中没有突变M(x)图中突变值=外力偶,2,在集中功率下使用Fs图中有作用力方向突变值=外力PM(x)图中有拐点,4,在构件末端没有集中力耦合的情况下在此点上M(x),52,构件上的内力分析和内力,根据叠加原理结合原理,一,叠加原理:多个载荷同时作用于结构上而产生的内力等于每个载荷单独作用于结构上而产生的,适用条件:强制参数(内力、应力、位移)必须满足载荷和线性关系。在弹性限度内满足霍克定律。53,构件内力分析和内力,第二,材料机械构件的小变形,线性范围内必须遵守此原理的叠加法,步骤:梁在各载荷的单独作用下的力矩图;嵌套相应的累进

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