第九讲-卡氏定理PPT课件

1、1,第 11 章 能量法（一,1 外力功与应变能2 互等定理3 余能与卡氏第二定理4 变形体虚功原理5 单位载荷法,讲授内容,上讲回顾,2,上讲回顾,相应位移 载荷 F 作用点处沿载荷作用方向的位移 D. 由所有载荷共同引起,外力功 载荷 F 在其相应位移 D 上所作之功,广义载荷 力，力偶，一对大小相等、方向相反的力或力偶等,广义位移 线位移，角位移，相对线位移，相对角位移等,应变能 构件因变形而储存的能量（变形能,3,基本公式,一般物体,相应位移 d : 0 D,线性弹性体,载荷 f : 0 F,k线弹体在载荷作用点、沿其作用方向产生单位位移所需之力，称为刚度系数,4,克拉比隆定理,Fi广

2、义载荷，D i相应广义位移,与加载次序无关,本定理只适用于线性弹性体,5,非圆截面杆或杆系,圆截面杆或杆系,y , z轴主形心轴,6,功的互等定理,D i j,引起位移的载荷,发生位移的部位,两种加载状态,功的互等定理（简单形式,7,先加 F1，后加 F2,先加 F2，后加 F1,线性弹性体的两种加载方式与外力功,总功与加载次序无关,8,对于线性弹性体，F1在F2引起的位移D12上所作的功，等于F2 在F1引起的位移 D21上所作的功,功的互等定理（一般形式,对于线性弹性体，第一组外力 Fi 在第二组外力引起的位移 DiP 上所作的功，等于第二组外力 Pj在第一组外力引起的位移 DjF上所作的

3、功,9,位移互等定理,位移互等定理,当F1= F2时,当F1与F2的数值相等时， F2在点1沿F1方位引起的位移D12，等于F1在点2沿F2方位引起的位移D21,10,3 余能与卡氏第二定理,余能概念 克罗第恩格塞定理 卡氏定理 例题,11,余能概念,余功与余能Complementary Work and Complementary Energy,弹性体的余能Vc数 值上等于余功,余功的定义,12,单向应力状态下的余能密度为,故拉压杆与梁的余能为,余能计算,余能是载荷的函数,对线弹体,13,克罗第恩格塞定理,问题：弹性结构受n个载荷作用， 求指定载荷Fk的相应位移k,给载荷增量,余功增量,余能

4、增量,14,克罗第恩格塞定理,弹性体的余能对载荷 Fk 的偏导数，等于该载荷的相应位移 Dk 克罗第恩格塞定理 Crotti-Engessers theorem,15,卡氏定理,线性弹性体的应变能，对载荷 Fk 的偏导数，等于该载荷的相应位移 D k 卡氏第二定理,对于线性弹性体,A. Castigliano (1847-1884)，意大利工程师。1870年入都灵工业学院，1873年提出工程师学位论文。 卡氏第一定理,16,卡氏定理直接推导,线弹性体受n个载荷,外力功,考虑两个加载过程,给载荷增量,线弹性体外力功 与加载次序无关,17,例题,例 3-1 用卡氏定理求DBy,解,18,解：1. 分析方法,施加矩为 Me的力偶,附加力偶,附加力法,转角B所对应的载荷,19,2. 位移计算,20,解：1.应力分析,例 3-3 利用克罗第恩格塞定理计算 wA,21,2. 余能与位移计算,22,合力的相应位移,A点合位移,解：考虑该刚架的另一载荷状态