工程力學課件

1、第二章第二章 桿件內(nèi)力分析桿件內(nèi)力分析第二章第二章 桿件的內(nèi)力分析桿件的內(nèi)力分析1.1 1.1 軸向拉壓變形概述軸向拉壓變形概述 （Introduction of deformational behavior of axial tension and compression)Introduction of deformational behavior of axial tension and compression) FFFF1.2 1.2 軸力和軸力圖（軸力和軸力圖（Axial force and diagram of axial force)Axial force and diagram

2、of axial force)kN10kN25kN20kN54321FFFF 0 xF0N11 FFkN51N1FFkN10kN25kN20kN54321FFFF 0 xF02N21FFFkN1552012N2FFF 0 xF0432NFFFkN15102543N2FFFkN10kN25kN20kN54321FFFFkN10kN25kN20kN54321FFFF 0 xF04N3FFkN10104N3FF10kN15kNkN53N2N1NFFF105152.1 2.1 扭轉(zhuǎn)變形概述扭轉(zhuǎn)變形概述 （Introduction of deformational behavior of torsion

3、)Introduction of deformational behavior of torsion)602ddddnTTtTtWP)mN(9549)mkN(549. 9)rpm(2)kW(60nPnPnPT2.1 扭矩和扭矩圖扭矩和扭矩圖（Torsion moment and its diagram)TxMmN954920020095499549nPTAmN43002009095499549nPTBmN23902005095499549nPTCmN28592006095499549nPTD 0 xMmN4300011BxxBTMMT 0 xMmN6690022CBxxCBTTMMTT 0 x

4、MmN2859033DxDxTMTMmN2859mN6690mN4300321xxxMMM3.彎曲變形的內(nèi)力分析3.1 彎曲變形概述彎曲變形概述（Introduction of bending deformation)平面彎曲平面彎曲梁軸線梁軸線縱向?qū)ΨQ面縱向?qū)ΨQ面 橋式吊車的大梁可以簡橋式吊車的大梁可以簡化為兩端餃支的簡支梁。在化為兩端餃支的簡支梁。在起吊重量起吊重量( (集中力集中力F FP P ) )及大梁及大梁自身重量自身重量( (均布載荷均布載荷q ) )的作用的作用下下, ,大梁將發(fā)生彎曲。大梁將發(fā)生彎曲。 3.2 梁的簡化及其類型梁的簡化及其類型（Simplication of

5、beam and its classification)q0均布載均布載q (x)三角載三角載qmax任意載任意載q (x)abdx1. 分布載荷分布載荷q(x) 連續(xù)作用在一段連續(xù)作用在一段長度的載荷。長度的載荷。 例如：自重、慣性力、液壓等，例如：自重、慣性力、液壓等， 單單位：位：kg/cm， N/m。因為每個小微段（因為每個小微段（dx）可以看成一個小的集中力）可以看成一個小的集中力q (x)dx，根據(jù)理力平行力系求合力：，根據(jù)理力平行力系求合力：（載荷圖面積）合力badxxq)(合力著力點：合力著力點：在載荷圖的面積形心上在載荷圖的面積形心上q q( (x x) )a ab bd d

6、x x當分布載荷分布區(qū)段很小，在一個當分布載荷分布區(qū)段很小，在一個dxdx段上時，往往簡段上時，往往簡化成集中力。（真正的集中力在工程中是不存在的）化成集中力。（真正的集中力在工程中是不存在的）dxdx3 3集中力矩集中力矩 MM往往是梁上安裝附屬構(gòu)件所引起的。往往是梁上安裝附屬構(gòu)件所引起的。2 2集中力集中力P P梁的類型及計算簡圖梁的類型及計算簡圖計計算算簡簡圖圖簡支梁簡支梁外伸梁外伸梁懸臂梁懸臂梁3.3 3.3 梁的內(nèi)力梁的內(nèi)力彎矩和剪力彎矩和剪力FlMFlMMFFFFFFFAAAAyAyyAxx000000FFFFFQQy00)(0)(011llFMllFMMCCC)(00001111

7、llFFlFlMlFMMlFMMFFFFFAQCCQACQQAyykN260100kN340210106100ABAyBBAFqFFFFqFFMmkN1050525520kN1605226011111MMFMFFFQAQQymkN6446802341220kN300223402222MMMFFFCQQy)(xFFQQ)(xMM 3.4 3.4 梁的內(nèi)力方程梁的內(nèi)力方程剪力方程和彎矩方程剪力方程和彎矩方程 梁的內(nèi)力圖梁的內(nèi)力圖剪力圖和彎矩圖剪力圖和彎矩圖FFFFFQQy00)0(lx FxxFMxFMMQQA00)0(lx )0(lxFFQ)0(lxFxM)0(lxFFQ)0(lxFxM)(ma

8、xlxFlMlFaFlFbFBA/)0(/)0(/11axlFbxMaxlFbFQ)0(/ )()(/22axlxlFaMlxalFaFQ)(/)0(/lxalFaaxlFbFQ)(/ )()0(/lxalxlFaaxlFbxMlFablFbxax/ lFablalFalxlFaax/ )(/ )(FFlFllFalFbF/)/(/000)/(/MlbMlaMMM)0(2)(lxqxqlxFQ)0(22)(2lxxqxqlxMQFqlqlqlFQ)2(2kN5 .14065)42(0AABFMFqMmkN3kN/m3MqkN5 . 3060BBAyFqFFF)20(3)(xxqxxFQ)20(

9、2321)(22xqxqxxM)62(35 .14514)(xxqx.xFQ)62(23)2(5 .1421)2(514)(22xxxqxx.xM)86(5 . 3)(xxFQ)86()8(5 . 3)(xxxM)86(5 . 3)62(35 .14)20(3)(xxxxxxFQ)86()5(8. 3)62(5 . 1)2(5 .14)20(5 . 1)(22xxxxxxxxM0d)(dxxM035 .14d5 . 1)2d14.5(2xxxx-4.83x6.04)83. 4(M 0yF) 1 (0)d(dQQQFFxqF 0CM)2(0d2dddMxFxxqMMQ)(d)(dxqxxFQxx

10、qd2d)(d)(dxFxxMQ)(d)(dxqxxFQ)(d)(dxFxxMQ)(d)(dd)(d22xqxxFxxMQ)(d)(dxqxxFQ)(d)(dxFxxMQ)(xq)(xFQ)(xM0q常數(shù)QF0QF0QF0QF0q0q)(d)(dxqxxFQ)(d)(dxFxxMQqlFqlFBA2qaPqaFA202232aqaaqaqaMA225qaMA第二章第二章 桿件的內(nèi)力分析（下）桿件的內(nèi)力分析（下）PART E PART E 用疊加法作剪力彎矩圖用疊加法作剪力彎矩圖* *)()()22()0()22(22lxaFxllaqxlxaxFlbxqxlxMqxlxM)22(2)()()0

11、(lxaFxllaaxFlbxMPART E PART E 用疊加法作剪力彎矩圖用疊加法作剪力彎矩圖* *PART E PART E 用疊加法作剪力彎矩圖用疊加法作剪力彎矩圖* *PART E PART E 用疊加法作剪力彎矩圖用疊加法作剪力彎矩圖* *PART E PART E 用疊加法作剪力彎矩圖用疊加法作剪力彎矩圖* *第二章第二章 桿件的內(nèi)力分析（下）桿件的內(nèi)力分析（下）PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *sincos20sincos20NNFFFFFFFxc

12、ossin20sin2cos0QQFFFFFFFy0)cos1 (2sin0MFRFRMC)sincos22( FRMPART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *)sincos22( FRMPART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力

13、和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *kN200200AxAxxFFFkN100100AyAyyFFF02103200AAMMmkN80AMPART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *PART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *kN101QF111110010 xMxMkN022QF22222020021002xMxMPART F PART F 曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖曲桿、剛架的內(nèi)力和內(nèi)力圖* *kN101QF111110010 xMxMkN022QF22222020021002xMxM第二章第二章 桿件的內(nèi)力分析（

14、下）桿件的內(nèi)力分析（下）PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法20qlFFFBAyAxPART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法0000

15、 xxxFFF20011yqlqlFFqlFFyyAy0000 xxxMMM0000yyyMMM22)2(20201211121111qllqllqlqlqlMlFMlqlMzyzzPART A PART A 內(nèi)力和截面法內(nèi)力和截面法PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直

16、桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖kN10kN25kN20kN54321FFFFPART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖 0 xF0N11

17、FFkN51N1FFkN10kN25kN20kN54321FFFFPART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖 0 xF02N21FFFkN1552012N2FFF 0 xF0432NFFFkN15102543N2FFFkN10kN25kN20kN54321FFFFPART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖kN10kN25kN20kN54321FFFF 0 xF04N3FFkN10104N3FFPART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的

18、內(nèi)力及內(nèi)力圖10kN15kNkN53N2N1NFFFPART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART B PART B 直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿軸向拉伸（壓縮）時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖PART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖602ddddnTTtTtWP)mN(9549)mkN(549. 9)rpm(2)kW(60nPnPnPTPART C PART C 直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖直桿扭轉(zhuǎn)時的內(nèi)力及內(nèi)力圖TxMPART C PART C 直桿扭