材料力学上机大作业—梁的强度校核

1、HARBININSTITUTEOFTECHNOLOGY材料力学上机作业题目五：梁的强度校核摘要本程序使用MicrosoftVisualBasic编写，由输入梁的支撑条件，输入梁的受力状态，实现了梁危险截面的最大正应力计算与梁的强度校核。在校核结果为否定的情况下还可由许用应力值进行部分截面设计和许用载荷计算等功能。数学原理及数学模型材料力学公式有:1梁弯曲正应力公式2抗弯截面系数矩形截面圆形截面空心圆截面lMz|xmaxWzWzbh32Wz32(14)式中3采用一定数量级上的穷举法计算出最大弯矩Mz。VB所做软件1.软件部分窗体截图2.程序结构图3.矩形截面输入宽b和高h计算得Wz开始件选择截面

2、形状和输入尺寸计算抗弯截面系数选择支撑条工字钢直接查表输入Wz圆截面输入直径d计算得Wz空心截面输入内外直径Dd求得Wz求出正应力并与许用应力比较安全结束进行截面设计和许用载荷计算应用实例1验证新编材料力学书中P247例12-9该题由正应力强度条件求得题中矩形截面悬臂梁许用载荷为q<9.1kN/m,现加载q=8kN/m，看是否符合正应力强度要求。已知左悬臂梁l=3m,(T=120Mpa,b=80mm,h=160mm整个梁承受向下的均布载荷q解：1.运行程序进入主页面2点击开始并选择支撑条件为左固定端悬臂梁，点击确定。如图AForaO)*B"|XC岡均-右r左夕冲樂C右?的淫C取

3、夕册無3选择梁的截面形状并输入尺寸参数，点击确定。如图4.输入受力条件，点击确定进行计算。如图5程序运行结果如图ftEBE计算结果与实际运算结果相同2求解新编材料力学P246例12-8。解：1.运行程序计入主界面，点击开始。2选择支撑条件为右外伸梁，点击确定。3选择梁的截面形状并输入尺寸，点击确定。如图，（不妨先设b=10,h=30。注意,应避免b或h为零以防止出现除数为零的情况使程序出错）4.输入受力情况及右支架位置并点击确定，如图（如果未能输入右支架位置，可能使程序出错）5得到计算结果计算结果与答案b=30mmh=60mm一致,不过以截面抗弯系数代替截面具体尺寸。其中小数点后的微量误差受穷

4、举法所采用数量级的影响。值得注意的是，由于本程序涉及的截面形状及载荷种类较多，而且载荷位置不固定，因此截面设计和许用载荷计算难以得到最终的具体结果。时间仓促，为减小工作量，本程序将许用载荷计算简化为梁截面所能承受的最大弯矩的计算。将截面设计略微简化为截面最小抗弯系数的设计。验证表明，计算结果同样精确。主要算法代码和部分窗体截图:部分窗体截图：Form9窗体内源代码：进入实际工作界面PrivateSubCommand1_Click()FormO.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()EndEndSub若点击“结束”按钮则结束程序FormO窗体内源代

5、码:声明变量进入截面形状选择及尺寸参数输入界面PubliclAsDoublePublicqAsDoublePublicf1AsDoublePublicf2AsDoublePublicfAsDoublePublicm1AsDoublePublicm2AsDoublePublicmAsDoublePublicxAsDoublePublicxaAsDoublePublicxbAsDoublePublicxq1AsDoublePublicxq2AsDoublePublicxf1AsDoublePublicxf2AsDoublePublicxm1AsDoublePublicxm2AsDoublePubl

6、icx1AsDoublePublicx2AsDoublePublicx3AsDoublePublicx4AsDoublePublicx5AsDoublePublicx6AsDoublePublicfaAsDoublePublicfbAsDoublePublicwAsDoublePublicbAsDoublePublichAsDoublePublicd1AsDoublePublicd2AsDoublePublicd3AsDoublePublicwzAsDoublePublicsylAsDoublePublicxylAsDoublePublicpiAsDoublePubliczdzhAsDoubl

7、ePrivateSubCommand1_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()End若点击“结束”按钮则终止程序选择支撑条件本窗体为截面形状选择及尺寸输入界面'根据用户选择的不同支撑条件调用不同窗体'EndSubPrivateSubForm_Load()EndSubPrivateSubOption1_Click()Option1.Value=TrueEndSubPrivateSubOption2_Click()Option2.Value=TrueEndSubPrivateSubOption3_Click(

8、)Option3.Value=TrueEndSubPrivateSubOption4_Click()Option4.Value=TrueEndSubPrivateSubOption5_Click()Option5.Value=TrueEndSubPrivateSubOption6_Click()Option6.Value=TrueEndSubForm7窗体内源代码：PrivateSubCommand1_Click()IfForm0.Option1.Value=TrueThenjz.ShowElseIfForm0.Option2.Value=TrueThenzxb.ShowElseIfForm0

9、.Option3.Value=TrueThenyxb.ShowElseIfForm0.Option4.Value=TrueThenzws.ShowElseIfForm0.Option5.Value=TrueThenyws.ShowElsesws.ShowEndIfMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form0.ShowMe.HideEndSubPrivateSubForm_Load()EndSubPrivateSubOption1_Click()Option1.Value=TrueEndSub选择不同的截面形状'PrivateSubOption

10、2_Click()Option2.Value=TrueEndSubPrivateSubOption3_Click()Option3.Value=TrueEndSubPrivateSubOption4_Click()Option4.Value=TrueEndSub本窗体完成支撑条件给变量赋值'计算截面抗弯系数'简支梁部分计算Forml(简支梁)窗体内源代码：PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=

11、Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIff1=Val(f11.Text)f2=Val(f

12、21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=

13、xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000通过用户输入，给变量赋值确定f1，f2的位置前后，便于后续计算确定m1，m2的位置前后，便于后续计算'fb=(m1+m2+f1*xf1+f2*xf2+q*(xq2-xq1)*(xq1+xq2)/2)/lfa=f1+f2+q*(xq2-xq1)-fbm=0求支反力k=0Fori=0TolStepl/1000000m=fa*i该循环用于求截面最大弯矩Ifxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxf2<iThenm=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iTh

14、enm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2>iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNexti求得最大截面弯矩计算最大正应力显示结果'm=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="实际最大正应力为"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form

15、7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3许用载荷计算'w=m/xyl截面设计计算'w=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"实际应力大于许用应力，不安全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改变梁的载荷使梁截面上最大弯矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&

16、;vbCrLf&vbCrLf&"或者改变梁截面形状和尺寸，使其截面抗弯系数大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"实际应力小于许用应力，安全"EndIfForm8.ShowMe.Hide显示结果，结束程序完成“返回上一级”功能EndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe

17、.HideEndSub此后的代码与简支梁类似，仅有些许差别，因此不再注释Form2(左悬臂梁)窗体内源代码PrivateSubLabel23_Click()EndSubPrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz

18、=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=0xb=lf1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)x

19、m2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000k=0m=0Fori=0TolStepl/1000000m=0If(l-xf1)<iThenm=

20、m-f1*(i+xf1-l)EndIfIf(l-xf2)<iThenm=m-f2*(i+xf2-l)EndIfIf(l-xm1)<iThenm=m+m1EndIfIf(l-xm2)<iThenm=m+m2EndIfIf(l-xq2)<iAnd(l-xq1)>iThenm=m-q*(i+xq2-I)人2/2EndIfIf(I-xq1)<iThenm=m-q*(xq2-xq1)/2*(i-(2*I-xq1-xq2)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.L

21、abel3.Caption="实际最大正应力为"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"实际应力大于许用应力，不安全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改变梁的载荷使

22、梁截面上最大弯矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbCrLf&"或者改变梁截面形状和尺寸，使其截面抗弯系数大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"实际应力小于许用应力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivat

23、eSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm3(右悬臂梁)窗体内源代码PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.O

24、ption3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=0xb=lf1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q

25、1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000k=0Fori=0TolStepl/1000000m=0Ifxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxq2<iThen

26、m=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iThenm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2>iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="实际最大正应力为"&syl&"Mpb"xyl=V

27、al(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"实际应力大于许用应力，不安全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改变梁的载荷使梁截面上最大弯矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbC

28、rLf&"或者改变梁截面形状和尺寸，使其截面抗弯系数大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"实际应力小于许用应力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm4(左外伸梁)窗体内源代码Private

29、SubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi

30、*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=Val(zws.xa1.Text)xb=lf1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>

31、;xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000xa=xa/1000fa=(-m1-m2+f1*(l-xf1)+f2*(l-xf2)+q*(xq2-xq1)*(2*l-xq1-xq2)/2)/(l-xa)fb=f1+f2+q*(xq2-xq1)-fam=0k=0Fori=0TolStepl/1000

32、000m=0Ifxa<iThenm=m+fa*(i-xa)EndIfIfxb<iThenm=m+fb*(i-xb)EndIfIfxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxq2<iThenm=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iThenm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2>iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=m

33、EndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="实际最大正应力为"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThenForm8.Label1.Caption="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"实际应力大于许用应力，不安全

34、。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改变梁的载荷使梁截面上最大弯矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbCrLf&"或者改变梁截面形状和尺寸，使其截面抗弯系数大于等于"&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"实际应力小

35、于许用应力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm5(右外伸梁)窗体内源代码：PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueTh

36、end1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=0xb=Val(yws.xb1.Text)f1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11

37、.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Text)q=Val(q1.Text)xq1=Val(xq11.Text)xq2=Val(xq21.Text)Ifxf1>xf2Thenk=f1f1=f2f2=kk=xf1xf1=xf2xf2=kEndIfIfxm1>xm2Thenk=m1m1=m2m2=kk=xm1xm1=xm2xm2=kEndIfl=l/1000xf1=xf1/1000xf2=xf2/1000xm1=xm1/1000xm2=xm2/1000xq1=xq1/1000xq2=xq2/1000xb=xb/1000

38、fb=(f1*xf1+f2*xf2+q*(xq2-xq1)*(xq1+xq2)/2-m1-m2)/xbfa=f1+f2+q*(xq2-xq1)-fbm=0k=0Fori=0TolStepl/1000000m=0Ifxa<iThenm=m+fa*(i-xa)EndIfIfxb<iThenm=m+fb*(i-xb)EndIfIfxf1<iThenm=m-f1*(i-xf1)EndIfIfxf2<iThenm=m-f2*(i-xf2)EndIfIfxm1<iThenm=m+m1EndIfIfxm2<iThenm=m+m2EndIfIfxq1<iAndxq2&

39、gt;iThenm=m-q*(i-xql)A2/2EndIfIfxq2<iThenm=m-q*(xq2-xq1)*(i-(xq2+xq1)/2)EndIfIfmA2>kA2Thenk=mEndIfNextim=ksyl=m/wzsyl=(sylA2)A0.5*10A3Form8.Label3.Caption="实际最大正应力为"&syl&"Mpb"xyl=Val(Form7.xyl.Text)zdzh=wz*xyl/10A3w=m/xylw=(wA2)A0.5Ifsyl>xylThen不安Form8.Label1.Cap

40、tion="由"&syl&">"&xyl&vbCrLf&vbclf&"实际应力大于许用应力，全。"&vbCrLf&vbCrLf&"可改变梁的载荷使梁截面上最大弯矩小于等于"&zdzh&"N.m。"&vbCrLf&vbCrLf&”或者改变梁截面形状和尺寸，使其截面抗弯系数大于等于”&w&"cmA3"ElseForm8.Label1.Caption

41、="由"&syl&"<"&xyl&vbCrLf&vbCrLf&"实际应力小于许用应力，安全"EndIfForm8.ShowMe.HideEndSubPrivateSubCommand2_Click()Form7.ShowMe.HideEndSubForm6(双外伸梁)窗体内源代码：PrivateSubCommand1_Click()DimiAsDoubleDimkAsDoublepi=3.1415926l=Val(Form7.l.Text)IfForm7.Option1.Value

42、=TrueThenb=Val(Form7.b.Text)h=Val(Form7.h.Text)wz=b*hA2/6ElseIfForm7.Option2.Value=TrueThend1=Val(Form7.d1.Text)wz=pi*d1A3/32ElseIfForm7.Option3.Value=TrueThend2=Val(Form7.d2.Text)d3=Val(Form7.D.Text)wz=pi*d3A3*(1-d2A4/d3A4)/32ElseIfForm7.Option4.Value=TrueThenwz=Val(Form7.wz.Text)EndIfxa=Val(xa1.Text)xb=Val(xb1.Text)f1=Val(f11.Text)f2=Val(f21.Text)xf1=Val(xf11.Text)xf2=Val(xf21.Text)m1=Val(m11.Text)m2=Val(m21.Text)xm1=Val(xm11.Text)xm2=Val(xm21.Tex