清华大学材料力学范钦珊主讲---第六章--弹性杆件位移分析.ppt
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1、 2024202420242024年年年年3 3 3 3月月月月20202020日日日日材料力学材料力学(I)(I)返回主目录返回主目录返回主目录返回主目录 第第 6 章章弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 基本概念基本概念 确定位移的积分方法确定位移的积分方法 奇异函数的应用奇异函数的应用 工程中的叠加方法工程中的叠加方法 简单的超静定问题简单的超静定问题 结论与讨论结论与讨论 基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析基本概念基本概念基本概念基本概念 微段变形微段变形 整体变形整体变形 梁的位移梁的位移 约束对位移的影响约
2、束对位移的影响第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 由由由由正正正正应应应应力力力力分分分分析析析析与与与与切切切切应应应应力力力力分分分分析析析析 得得得得到到到到的的的的结结结结论论论论 微段变形微段变形 N=FNEA=dx duNduN=FNEAdxdx+duN基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析=d d d dxMxGIp pd d=d dxMxGIp p基本概念基本概念基本概念基本概念 由由由由正正正正应应应应力力力力分分分分析析析析与与与与切切切切应应应应力力力力分分分分析析析析 得得得得到到到到的的的的结结结结论论论论 微段
3、变形微段变形第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 微微段段变变形形1 1 MyEIy基本概念基本概念基本概念基本概念 由由由由正正正正应应应应力力力力分分分分析析析析与与与与切切切切应应应应力力力力分分分分析析析析 得得得得到到到到的的的的结结结结论论论论第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 整整体体变变形形 l=l lFNEAdx微段变形累加的结果微段变形累加的结果微段变形累加的结果微段变形累加的结果基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析ABMxGIp pl微段变形累加的结果微段变形累加的结果微段变形累加的结果微段变形累加的结
4、果 整整体体变变形形 基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析微段变形累加的结果微段变形累加的结果微段变形累加的结果微段变形累加的结果梁的轴线变成梁的轴线变成光滑连续曲线光滑连续曲线 整整体体变变形形 基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 梁梁的的位位移移挠度挠度 w转角转角 dwdx基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 约束对位移的影响约束对位移的影响没有约束无法确定位移没有约束无法确定位移基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移
5、分析 约束对位移的影响约束对位移的影响连续光滑曲线;铰支座对位移的限制连续光滑曲线;铰支座对位移的限制基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 约束对位移的影响约束对位移的影响连续光滑曲线;固定端对位移的限制连续光滑曲线;固定端对位移的限制基本概念基本概念基本概念基本概念第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 确定梁位移确定梁位移 的积分方法的积分方法第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法 对于拉伸(压缩对于拉伸(压缩)、扭转位移、扭转位移定积分定积分 对于梁的位移对于梁的位移不定积分不定积分
6、弹性曲线的小挠度微分方程弹性曲线的小挠度微分方程 弯矩方程的两种写法及其利弊弯矩方程的两种写法及其利弊第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法 弹性曲线的小挠度微分方程弹性曲线的小挠度微分方程力学公式力学公式1 1 MyEIy数学公式数学公式1 1 d2 2wd dx21+(1+(d dwd dx)2 23/23/2第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法小挠度情形下小挠度情形下(d d d dw wd d d dx x
7、)2 2 2 2 1 1 1 1此即此即弹性曲线的小挠度微分方程弹性曲线的小挠度微分方程MMy yEIEIy yd d2 2 2 2w wd d d dx x2 21 1 1 1 d d2 2 2 2w wd d d dx x2 2 1+(1+(1+(1+(d d d dw wd d d dx x)2 2 2 2 3/23/23/23/2第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法MEId2 2wd dx2d2 2wd dx2MEI 2 22 2第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析确定梁位移的积分方
8、法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法 弯矩方程的两种写法及其利弊弯矩方程的两种写法及其利弊 代数方程代数方程分段与积分常数分段与积分常数 奇异函数奇异函数无需分段,只有两个积分常数无需分段,只有两个积分常数第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法确定梁位移的积分方法代数方程代数方程分段与积分常数分段与积分常数第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用 定义定义
9、图形图形 微分和积分微分和积分 弯矩方程的奇异函数表示弯矩方程的奇异函数表示 梁的挠度方程梁的挠度方程的奇异函数形式的奇异函数形式第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇异函数奇异函数定义定义(Singular Function)奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇奇异异函函数数图图形形 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇奇异异函函数数图图形形 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆
10、件位移分析 奇奇异异函函数数图图形形 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇异函数奇异函数的的微分和积分微分和积分 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 奇异函数奇异函数的的微分和积分微分和积分 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 弯矩方程的奇异函数表示弯矩方程的奇异函数表示F P1F P2F P3q1q2M1M2 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹
11、性杆件位移分析弹性杆件位移分析集集中中力力偶偶作作用用的的情情形形 弯矩方程的奇异函数表示弯矩方程的奇异函数表示 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析集中力作用的情形j 弯矩方程的奇异函数表示弯矩方程的奇异函数表示 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析均布力作用的情形1 12 弯矩方程的奇异函数表示弯矩方程的奇异函数表示 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析一一般般情情形形1 1 1 12 2
12、 弯矩方程的奇异函数表示弯矩方程的奇异函数表示 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 梁挠度方程梁挠度方程的奇异函数形式的奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(1 1 1 1)弯矩方程(只需考虑左端约束力)弯矩方程(只需考虑左端约束力)弯矩方程(只需考虑左端约束力)弯矩方程(只需考虑左端约束力 3 3F FP P/4 4 和载荷和载荷和载荷和载荷F FP P)梁挠度方程梁挠度方程的的 奇异函数形式奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数
13、的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(2 2 2 2)挠度微分方程)挠度微分方程)挠度微分方程)挠度微分方程(1 1 1 1)弯矩方程(只需考虑左端约束力)弯矩方程(只需考虑左端约束力)弯矩方程(只需考虑左端约束力)弯矩方程(只需考虑左端约束力 3 3F FP P/4 4 和载荷和载荷和载荷和载荷F FP P)梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程的的的的 奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(2 2 2 2)挠度微分方程)挠度微分方程)挠度微
14、分方程)挠度微分方程(3 3 3 3)微分方程的积分)微分方程的积分)微分方程的积分)微分方程的积分 梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程的的的的 奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(4 4 4 4)利用约束条件确定积分常数)利用约束条件确定积分常数)利用约束条件确定积分常数)利用约束条件确定积分常数(3 3 3 3)微分方程的积分)微分方程的积分)微分方程的积分)微分方程的积分 梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程的的的的 奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式奇异函
15、数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(5 5 5 5)挠度与转角方程)挠度与转角方程)挠度与转角方程)挠度与转角方程 梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程的的的的 奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(5 5 5 5)挠度与转角方程)挠度与转角方程)挠度与转角方程)挠度与转角方程 梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程梁挠度方程的的的的 奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函
16、数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析(1 1)弯矩方程)弯矩方程(2 2)挠度微分方程)挠度微分方程(3 3)微分方程的积分)微分方程的积分(4 4)利用约束条件确定积分常数)利用约束条件确定积分常数(5 5)挠度与转角方程)挠度与转角方程小小 结结 梁挠度方程梁挠度方程的奇异函数形式的奇异函数形式 奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用奇异函数的应用第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 工程中的叠加方法工程中的叠加方法第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析工程中的叠加方法工程中的叠加方法工程中的叠加方法工程中的叠加方法
17、 叠加法前提叠加法前提 第一类叠加法第一类叠加法 第二类叠加法第二类叠加法 第三类叠加法第三类叠加法第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析 叠加法前提叠加法前提 力与位移之间的线性关系力与位移之间的线性关系 小变形小变形第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析工程中的叠加方法工程中的叠加方法工程中的叠加方法工程中的叠加方法 第一类叠加法第一类叠加法应用于多个在载荷作用的情形应用于多个在载荷作用的情形已知已知:q、l EI求求:wC,B第第6 6章章 弹性杆件位移分析弹性杆件位移分析工程中的叠加方法工程中的叠加方法工程中的叠加方法工程中的叠加方法 第一类叠加法第一类叠加法第一类
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- 清华大学 材料力学 范钦珊 主讲 第六 弹性 位移 分析