线中点计算。计算均布载荷方向时按照在其作用线中点的合力计算确认,即合力的作用线过分布长度的中点,方向与均布载荷的方向相同。均布载荷就是指某物体上的任何一点所放的重量或者所受的力都是相同的或一样的意思。
三角形的不叫均布荷载,而是叫线形分布荷载。
等效集中力大小就是三角形的面积,作用点在离最大荷载集度q三分之一处。
必须是直线三角形,等效力大小=q分布长度/2,它的等效力的作用点在分布长度的中点。
扩展资料:
1)一般均布载荷有公式可用,可用均布载荷代替三角载荷:方法是把三角形的面积用矩形面积代替、底边长度不变;
2)替换后要注意判断一下结构的安全性:比如简支梁上的三角载荷化为矩形载荷后计算应力变小,偏于不安全。
抄一段下面的,改正他的错误,让大家别弄错了
由静力平衡公式知:两端支座反力F1=F2=qL/2,
取梁最左端点为坐标原点,并在梁上任意截面X处切开取左段为研究对象,则有FS=F1-qx=qL/2-qx(0<x<L)
则该截面处弯距M=F1x-qx^2/2=qLx/2-qx^2/2
由上式知梁内任意截面处弯矩M=qLx/2-qx^2/2,到这里,正确的应为M=qLx/2-qx^2/2=-q/2(x-L/2)^2-L^2/2,这里可以看出弯矩在跨中有最大值,为ql^2/8
计算支反力时,均布荷载可用等效的集中荷载P代替,P的大小 =q(6m),
P的作用点在均布段中点,即:
P对A点取矩的力臂=3m, P对C点取矩的力臂=2m,
ΣMA =0, FC5m -(80KN/m)6m3m =0
FC =288KN(向上)
ΣMC =0, -FAy5m +(80KN/m)6m2m =0
FAy =192KN(向上)
ΣFx =0, FAy =0
B:图有点小问题,B点滑动支座应该是和杆件垂直。这样的话,B点支反力垂直于AB杆,三力(A支反力,B支反力,q的等效集中力)汇交于一点,可以求出AB的支反力。
C:A和C的区别在于分布载荷作用的长度。A的分布载荷投影在杆件上,所以q的作用长度是L/cosa,而C的分布载荷投影在L上,所以q的作用长度是L。
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梁的类型及计算简图 711直梁平面弯曲的概念Concepts 弯曲变形:杆件在垂直于其轴线的载荷作用下,使原为直线的轴线变为曲线的变形。 梁Beam——以弯曲变形为主的直杆称为直梁,简称梁。 弯曲bending 平面弯曲plane bending712梁的计算简图 载荷: (1)集中力 concentrated loads (2)集中力偶 force-couple (3)分布载荷 distributed loads 713梁的类型 (1)简支梁simple supported beam 上图 (2)外伸梁overhanging beam (3)悬臂梁cantilever beam 72 梁弯曲时的内力 721梁弯曲时横截面上的内力——剪力shearing force和弯矩bending moment 问题: 任截面处有何内力? 该内力正负如何规定? 例7-1 图示的悬臂梁 AB ,长为 l ,受均布载荷 q 的作用,求梁各横截面上的内力。 求内力的方法——截面法 截面法的核心——截开、代替、平衡 内力与外力平衡 解:为了显示任一横截面上的内力,假想在距梁的左端为x处沿m-m截面将梁切开 。 梁发生弯曲变形时,横截面上同时存在着两种内力。 剪力 —— 作用线切于截面、通过截面形心并在纵向对称面内。 弯矩 —— 位于纵向对称面内。 剪切弯曲 —— 横截面上既有剪力又有弯矩的弯曲。 纯弯曲 —— 梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。 工程上一般梁(跨度 L 与横截面高度 h 之比 L/h >5),其剪力对强度和刚度的影响很小,可忽略不计,故只需考虑弯矩的影响而近似地作为纯弯曲处理。 规定:使梁弯曲成上凹下凸的形状时,则弯矩为正;反之使梁弯曲成下凹上凸形状时,弯矩为负。722弯矩图bending moment diagrams 弯矩图:以与梁轴线平行的坐标x表示横截面位置,纵坐标y按一定比例表示各截面上相应弯矩的大小。 例7-2 试作出例7-1中悬臂梁的弯矩图。 解 (1)建立弯矩方程 由例7-1知弯矩方程为(2)画弯矩图 弯矩方程为一元二次方程,其图象为抛物线。求出其极值点相连便可近似作出其弯矩图。 例7-3 图示的简支梁 AB ,在C点处受到集中力 F 作用,尺寸 a 、 b 和 l 均为已知,试作出梁的弯矩图。 解 (1)求约束反力 (2)建立弯矩方程 上例中梁受连续均布载荷作用,各横截面上的弯矩为x的一个连续函数,故弯矩可用一个方程来表达,而本例在梁的C点处有集中力F作用,所以梁应分成AC和BC两段分别建立弯矩方程。例7-4 图示的简支梁 AB ,在C点处受到集中力偶 M 0 作用,尺寸 a 、 b 和 l 均为已知,试作出梁的弯矩图。 解 (1)求约束反力 (2)建立弯矩方程 由于梁在C点处有集中力偶M作用,所以梁应分AC和BC两段分别建立弯矩方程。 (3)画弯矩图 两个弯矩方程均为直线方程 总结上面例题,可以得到作弯矩图的几点规律: (1)梁受集中力或集中力偶作用时,弯矩图为直线,并且在集中力作用处,弯矩发生转折;在集中力偶作用处,弯矩发生突变,突变量为集中力偶的大小 。 (2)梁受到均布载荷作用时,弯矩图为抛物线,且抛物线的开口方向与均布载荷的方向一致 。 (3)梁的两端点若无集中力偶作用,则端点处的弯矩为0;若有集中力偶作用时,则弯矩为集中力偶的大小。 73 梁纯弯曲时的强度条件 731梁纯弯曲(pure bending)的概念Concepts 纯弯曲 —— 梁的横截面上只有弯矩而没有剪力。 Q = 0,M = 常数。732梁纯弯曲时横截面上的正应力 Normal Stresses in Beams 1.梁纯弯曲时的 变形特点 Geometry of Deformation:平面假设: 1)变形前为平面变形后仍为平面 2)始终垂直与轴线 中性层 Neutral Surface :既不缩短也不伸长(不受压不受拉)。 中性层是梁上拉伸区与压缩区的分界面。 中性轴 Neutral Axis :中性层与横截面的交线。 变形时横截面是绕中性轴旋转的。 2.梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律 纯弯曲时梁横截面上只有正应力而无切应力。 由于梁横截面保持平面,所以沿横截面高度方向纵向纤维从缩短到伸长是线性变化的,因此横截面上的正应力沿横截面高度方向也是线性分布的。以中性轴为界,凹边是压应力,使梁缩短,凸边是拉应力,使梁伸长,横截面上同一高度各点的正应力相等,距中性轴最远点有最大拉应力和最大压应力,中性轴上各点正应力为零 。 3.梁纯弯曲时正应力计算公式 在弹性范围内,经推导可得梁纯弯曲时横截面上任意一点的正应力为 式中, M 为作用在该截面上的弯矩( Nmm ); y 为计算点到中性轴的距离( mm ); Iz Moment of Area about Z-axis 为横截面对中性轴z的惯性矩( mm 4 )。 在中性轴上 y = 0 ,所以 s = 0 ;当 y = y max 时, s = s max 。 最大正应力产生在离中性轴最远的边缘处, Wz横截面对中性轴 z 的抗弯截面模量( mm 3 ) 计算时, M 和 y 均以绝对值代入,至于弯曲正应力是拉应力还是压应力,则由欲求应力的点处于受拉侧还是受压侧来判断。受拉侧的弯曲正应力为正,受压侧的为负。 弯曲正应力计算式虽然是在纯弯曲的情况下导出的,但对于剪切弯曲的梁,只要其跨度 L 与横截面高度 h 之比 L/h >5,仍可运用这些公式计算弯曲正应力。 733惯性矩和抗弯截面模量 简单截面的惯性矩和抗弯截面模量计算公式7 34梁纯弯曲时的强度条件 对于等截面梁,弯矩最大的截面就是危险截面,其上、下边缘各点的弯曲正应力即为最大工作应力,具有最大工作应力的点一般称为 危险点 。 梁的弯曲强度条件是 : 梁内危险点的工作应力不超过材料的许用应力。 运用梁的弯曲强度条件,可对梁进行强度校核、设计截面和确定许可载荷。 74 提高梁强度的主要措施 提高梁强度的主要措施是: 1)降低弯矩 M 的数值 2)增大抗弯截面模量 W z 的数值 741降低最大弯矩 M max 数值的措施 1.合理安排梁的支承 2.合理布置载荷742合理选择梁的截面 1.形状和面积相同的截面,采用不同的放置方式,则 Wz 值可能不相同 2.面积相等而形状不同的截面,其抗弯截面模量 Wz 值不相同3.截面形状应与材料特性相适应 743采用等强度梁 对于等截面梁,除 M max 所在截面的最大正应力达到材料的许用应力外,其余截面的应力均小于,甚至远小于许用应力。 为了节省材料,减轻结构的重量,可在弯矩较小处采用较小的截面,这种截面尺寸沿梁轴线变化的梁称为变截面梁。 等强度梁 ——使变截面梁每个截面上的最大正应力都等于材料的许用应力,则这种梁称之。
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