2020秋-10第三章5薄壁结构ppt课件

1、3-4 静静 定定 组组 合合 结结 构构一、组合构造的受力特点一、组合构造的受力特点先算二力杆，后算弯曲杆先算二力杆，后算弯曲杆 .由两类构件组成由两类构件组成: 弯曲杆弯曲杆(梁式杆梁式杆) 二力杆二力杆(桁架杆桁架杆)；二、组合构造的受力分析二、组合构造的受力分析3-4 静静 定定 组组 合合 结结 构构例例:作图示构造内力图作图示构造内力图aaa2/a2/aFACDBGFE3/2FYA3/FYB0AXDBGF3/FFENGXGY3/, 2/, 2/FYFXFNGGFEFFENFDNFBN, 2/2, 2/FNFNFBFDECNEEANEFN, 2/2, 2/FNFNEAEC2/F6/F

2、6/F3/F2/F2/F3/F2/F2/F6/Fl6/FlMFSFN2/F2/F2/F2/2F2/2F2/F2/F2/FF3/2F3/F3/F3/F2/2F2/2F+一3/F3/F6/F求图示桁架指定杆件内力求图示桁架指定杆件内力(只需指出所选截面即可只需指出所选截面即可)aFbFFbFFb课堂练习课堂练习:3-5 静定构造总论静定构造总论 一一.静定构造根本性质静定构造根本性质满足全部平衡条件的解答是静定构造的满足全部平衡条件的解答是静定构造的 独一解答独一解答证明的思绪：证明的思绪： 静定构造是无多余联络的几何不变体系，用刚体静定构造是无多余联络的几何不变体系，用刚体虚位移原理求反力或内力

3、解除约束以虚位移原理求反力或内力解除约束以“力替代后，力替代后，体系成为单自在度系统，一定能发生与需求体系成为单自在度系统，一定能发生与需求“力对力对应的虚位移，因此体系平衡时由自动力的总虚功等于应的虚位移，因此体系平衡时由自动力的总虚功等于零一定可以求得零一定可以求得“力的独一解答。力的独一解答。12021MRP 静定构造满足全部平衡静定构造满足全部平衡条件的解答是独一的条件的解答是独一的. 超静定构造满足全部平超静定构造满足全部平衡条件的解答不是独一的衡条件的解答不是独一的.二二.静定构造派生性质静定构造派生性质1. 支座微小位移、温度改动不产生反力和内力支座微小位移、温度改动不产生反力和

4、内力Ct二二.静定构造派生性质静定构造派生性质1. 支座微小位移、温度改动不产生反力和内力支座微小位移、温度改动不产生反力和内力2. 假设取出的构造部分不论其可变性可以平衡外荷载，假设取出的构造部分不论其可变性可以平衡外荷载，那么其他部分将不受力那么其他部分将不受力PP二二.静定构造派生性质静定构造派生性质1. 支座微小位移、温度改动不产生反力和内力支座微小位移、温度改动不产生反力和内力2. 假设取出的构造部分不论其可变性可以平衡外荷载，假设取出的构造部分不论其可变性可以平衡外荷载，那么其他部分将不受力那么其他部分将不受力3. 在构造某几何不变部分上荷载做等效变换时，荷载变化在构造某几何不变部

5、分上荷载做等效变换时，荷载变化部分之外的反力、内力不变部分之外的反力、内力不变ql2/ l2/ lq二二.静定构造派生性质静定构造派生性质1. 支座微小位移、温度改动不产生反力和内力支座微小位移、温度改动不产生反力和内力2. 假设取出的构造部分不论其可变性可以平衡外荷假设取出的构造部分不论其可变性可以平衡外荷载，那么其他部分将不受力载，那么其他部分将不受力3. 在构造某几何不变部分上荷载做等效变换时，荷载变在构造某几何不变部分上荷载做等效变换时，荷载变化部分之外的反力、内力不变化部分之外的反力、内力不变4. 构造某几何不变部分，在坚持与构造其他部分衔接方构造某几何不变部分，在坚持与构造其他部分

6、衔接方式不变的前提下，用另一方式组成的不变体替代，其式不变的前提下，用另一方式组成的不变体替代，其他部分的受力情况不变他部分的受力情况不变PPPP作业作业: 3-15(h), 3-16(b) , 3-17, 202110253-5 静定平面薄壁构造受力分析静定平面薄壁构造受力分析20191103一、受剪板式薄壁构造的平衡一、受剪板式薄壁构造的平衡 受剪板式构造：杆和板之间只需剪流作受剪板式构造：杆和板之间只需剪流作用，用， 且板每一边的剪流为常量。且板每一边的剪流为常量。 通常蒙皮的曲率较小，普通可以略去不通常蒙皮的曲率较小，普通可以略去不计，近似地视为平板。计，近似地视为平板。 分别分析板和

7、杆的内力分别分析板和杆的内力 一、受剪板式薄壁构造的平衡一、受剪板式薄壁构造的平衡1.三角形板三角形23q31q12323h23lq-剪流,单位长度上的剪力求求23边上的剪流边上的剪流q23:0 0. , 0232323231qhl qM同理同理:0 3112qq所以所以, ,三角形骨架内的三角板不受剪力三角形骨架内的三角板不受剪力受剪板式构造：杆和板之间只需剪流作用，受剪板式构造：杆和板之间只需剪流作用， 且板每一边的剪流为常量。且板每一边的剪流为常量。通常蒙皮的曲率较小，普通可以略去，近似视为平板。通常蒙皮的曲率较小，普通可以略去，近似视为平板。2.长方形板长方形

8、板123142hl12343412 , 0 , 0qqlqlqFx14320, yFqq412321232123234140, 0 Mq l hq h lqqqqqqq 所以所以,长方形板受的剪流是一个独立未知量。长方形板受的剪流是一个独立未知量。即相当于一个约束。即相当于一个约束。12q32q34q14qxoy3.平行四边形板平行四边形板12q314232q34q14q12323414 qqqqq4.梯形板梯形板12q32q34q14q31422hl1h124121132211321220, cos0 cosMlqhq hlhqqh 134123222234321210, cos0 cosM

9、lqhq hlhqqqqh22143412222323221110, hMqqhh hhqqh hh221413222114321234121432 = , q hq hhhqqqqhhqq qq q4.梯形板梯形板12q32q34q14q31422hl1h1223432121hqqqqh34121432 qq qq q两个腰上的剪流数值相等两个腰上的剪流数值相等21143212 ,hhqqqqhh长边剪流小于长边剪流小于 ，短边剪流大于，短边剪流大于 qq梯形两对边上的几何平均剪流相等梯形两对边上的几何平均剪流相等221413222114321234121432 = , q hq hhhqq

10、qqhhqq qq q201910255.曲板曲板314212q32q34q14q2h1hxzy求各边剪流合力求各边剪流合力2h剖面剖面23的剪流合力的剪流合力ds微元上的剪流合力微元上的剪流合力 dQ=q32ds 其程度分量和垂直分量为其程度分量和垂直分量为 dQx=q32dx dQy=q32dy0323200 xxllQdQq dxqdx232323220hyyllQdQq dyqdyq hxoy32qds沿剖面周线积分沿剖面周线积分322yQq h将将简记为简记为Qqh方向与方向与 一致，向下一致，向下Q32qxQ5.曲板曲板314212q32q34q14q2h1hxzy12ds322y

11、Qq h将将简记为简记为Qqh方向与方向与 一致，向下一致，向下Q32q2hxoy32qdsxQlQ xq dsllq dsqdsxQqhh的位置的位置Q02ldsA HHxoyhQ0A设周线所围面积为设周线所围面积为0AHh2xH5.曲板曲板3142q2h1hxzyxoyhHQH0AQqh02ldsA 周线所围面积为周线所围面积为0AHh2xHqqq曲板两对边剪流所构成的力偶位于两个平行平面上。曲板两对边剪流所构成的力偶位于两个平行平面上。平板各剪流之间的关系式同样适用于曲板。平板各剪流之间的关系式同样适用于曲板。曲板曲边剪流合力在剖面周线以外，与弦线相距为曲板曲边剪流合力在剖面周线以外，与

12、弦线相距为弓形面积平均高度的两倍。弓形面积平均高度的两倍。结论结论1 各种四边形受剪平板及曲板，假设知各种四边形受剪平板及曲板，假设知道其中一边的剪流，按平衡条件就可求道其中一边的剪流，按平衡条件就可求出其他三边的剪流。出其他三边的剪流。四边形受剪板的内力只相当于一个独立变四边形受剪板的内力只相当于一个独立变量，对周围杆提供的约束反力也只相当量，对周围杆提供的约束反力也只相当于一个独立变量。因此，以四边形板为于一个独立变量。因此，以四边形板为约束时，就相当于一个约束。这个约束约束时，就相当于一个约束。这个约束的作用是坚持杆所围的四边形外形不变。的作用是坚持杆所围的四边形外形不变。三角形受剪板不

13、受力，也就不起约束作用。三角形受剪板不受力，也就不起约束作用。二、杆的平衡二、杆的平衡120q31425768F板与杆之间只传送剪流作用，板与杆之间只传送剪流作用，剪流沿杆轴作用。荷载作用于剪流沿杆轴作用。荷载作用于结点上时，只由杆端接受，板结点上时，只由杆端接受，板不参与结点平衡。不参与结点平衡。所以，杆件需接受板传来的剪所以，杆件需接受板传来的剪流及杆端结点传来的轴向力。流及杆端结点传来的轴向力。求图示平面薄壁构造各杆的内力。求图示平面薄壁构造各杆的内力。12杆杆21N1221xNNN23杆杆12q12N21N122323xNNq x23230,0 xxNNq x23q23N32N32xl

14、32N23N二、杆的平衡二、杆的平衡31425768F2323xNNq x120q求图示平面薄壁构造各杆的内力。求图示平面薄壁构造各杆的内力。12杆杆1221xNNN23杆杆23230,0 xxNNq21N23q23N32N12q12N21N1232xl32N23N34杆杆34q34N43N3423q34N34q34N332N36N343443, 0 xNNq xNF45N443N二、杆的平衡二、杆的平衡31425768F21N45杆杆12q12N21N124545/qNlF l 45450,0yNq lF45N443N结点结点445NF 454N45N545q430N2323xNNq x12

15、0q求图示平面薄壁构造各杆的内力。求图示平面薄壁构造各杆的内力。12杆杆1221xNNN23杆杆23230,0 xxNNq34杆杆343443, 0 xNNq xN3456板板4534/qqqF l三、平面薄壁构造的内力三、平面薄壁构造的内力210N求图示平面薄壁构造各杆的内力。求图示平面薄壁构造各杆的内力。结点结点2FN23结点结点332340, 0NN23杆杆320,N23N21N2F142F332N334N232N23N323q22232322323 , 0hFhNqhqN23q141q421q231h43q2hl截取梯形板截取梯形板11223hFhhqq14321hFqqq212212

16、22341hhFhhqq1h2hl三、平面薄壁构造的内力三、平面薄壁构造的内力求图示平面薄壁构造各杆的内力。求图示平面薄壁构造各杆的内力。142F3截取梯形板截取梯形板1hFq截取截取1-2杆杆121q212N21N210Ncoscos12112lhFlqNcos112lhFN截取截取3-4杆杆cos143lhFN1hFq21hhqcos1lhFFcos1lhF21241hhFq14321hFqqq作业作业: 求平面薄壁构造各求平面薄壁构造各元件内力元件内力,作内力图作内力图2cccF4321cbbF25432163-6 静定空间薄壁构造受力分析静定空间薄壁构造受力分析HBL1P2P3P求图示

17、构造的内力求图示构造的内力xyzo2130Pq Hq H34215678113q42P18q1q21P1q141q32q113qq1234解：判别零力杆端解：判别零力杆端 汇交于汇交于4，2结点处的杆端为结点处的杆端为零力杆端。另外，结点零力杆端。另外，结点1处处z向杆向杆杆端轴力为零；结点杆端轴力为零；结点3处处x，z方向方向杆端轴力为零。杆端轴力为零。截取截取14杆：杆：截取截取12杆：杆：11110,5/Pq BqP BkN m 由前式：由前式：221313235/0.10.4PPPqqkN mHHB截取截取43杆：杆：125/qqkNm 1232,3,510,40,100PkN PkN

18、 PkNHcm Bcm Lcm318qq21q34q3P1P2P3P求图示构造的内力求图示构造的内力34215678解：解：15/qkN m 335/qkN m截取截取43杆：杆：125/qqkNm 1232,3,510,40,100PkN PkN PkNHcm Bcm Lcm113q42P18q1q21P1q141q32q113qqHBLxyzo1234318qq截取截取23杆：杆：3140Pq Hq H3415( 5)45/0.1PqqkN mH 至此四个板的剪流全部确定至此四个板的剪流全部确定15杆：杆：51335Nq LkN 48杆：杆：843230Nq Lq LkN26杆：杆：62445Nq LkN 37杆：杆：734240Nq Lq LkN354045325355455()N kN(/)q kN m1P2P3P34215678HBL12341232,3,510,40,100PkN PkN PkNHcm Bcm Lcm3421910111P1P567HBab例：求图示双层自在盒式构例：求图示双层自在盒式构造的内力。造的内力。 在结点在结点5处将缘条切断，处将缘条切断，在切口处作用一对大小相等，在切口处作用一对大小相等，方向相反的单位力。使方向相反的单位力。使1-5,5-9杆受拉。杆受拉。