變形體靜力學概述及一般桿件的內力分析PPT

1、9 變形體靜力學概述及 一般桿件的內力分析9.1 變形固體靜力學概述變形固體靜力學的任務：對象工程中的各種構件、結構變形體目的構件與結構能正常安全地工作內容強度：構件受外力不破壞剛度：構件具有抵抗變形的能力穩(wěn)定性：構件保持原有平衡狀態(tài)的能力安全經濟一對矛盾9.2 變形固體基本假設1.連續(xù)性變形前，變形后，不開裂，不相入變形前的一個點變形后仍為一個點變形前的一條線變形后仍為一條線2.均勻性固體內各點處的力學性能相同3.各向同性固體內任意一點沿各個方向的力學性能相同注意區(qū)別均勻性和各向同性4.小變形一般要求：最大變形小于最小尺寸變形后的平衡可按變形前的位置計算計算變形量時可略去高階小量9.3 桿件

2、變形的基本形式1.構件分類桿板殼塊2. 簡圖（1）桿的幾何特性：軸線，橫截面，形心，軸線過橫截面的形心，橫截面與軸線垂直，桿可用其軸線表示。軸線形心（2）載荷（外力）包括：主動力，約束力橫截面（3）載荷分類靜載外力從零緩慢增加至終值后保持不變動載外力隨 t 變化或構件運動（4）載荷作用方式分布載荷 線分布集度 q(x) , 力/長度 面分布集度q(x,y) ，力/長度2集中載荷集中力，集中力偶（5）約束條件各種支座、鉸鏈3.桿件變形的基本形式(1)軸向拉伸或壓縮(常稱為桿）:拉伸（壓縮）演示拉伸（壓縮）演示(3)扭轉（常稱為軸） :(2)剪切:剪 切 演 示（單剪切）剪 切 演 示 （雙剪切）

3、扭 轉 演 示矩 形 扭 轉4、彎曲 （常稱為梁）：qM桿件的變形由上述幾種基本變形組合而成時，稱為組合變形。變形體靜力學主要研究桿件的拉（壓）、扭、彎和組合變形9.4 一般桿件的內力分析 引起內力變形體產生變形的原因：產生變形變形體的分析思路：載荷、溫度濕度變化、尺寸誤差外力( )找出外力求出內力求出變形截面法（對靜定桿件）內力在外力的作用下構件一部分對另一部分的作用力。載荷包括主動力和約束力對特殊的桿件桁架中的二力桿：FNFN1.一般桿件的內力分量及分類橫截面上只有軸向拉力或壓力用截面法：對一般桿件非二力桿ACABCBC對截面C用截面法ACBC建立桿件橫截面形心直角坐標系，橫截面分布內力系

4、的主矢xyz向坐標軸投影x方向分量y方向分量z方向分量軸力 FN合力為剪力 FS橫截面分布內力系的主矩扭矩Tx方向分量y方向分量z方向分量合力矩為彎矩MMT截面的內力分量2.內力方程 內力圖以x坐標表示不同位置的橫截面，則該橫截面上的內力分量可表示為：FN=FN(x) ， FS=FS(x) T=T(x) ， M=M(x) 內力方程（9.1）將內力方程用函數(shù)圖形表示出來內力圖注意（1）內力方程常分段用不同的函數(shù)表示（2）分段點也稱為控制面，通常，以集中外力作用點或分布外力集度突變處為分段點（3）根據(jù)分段點，分別對每一段桿件運用截面法列出該段的內力方程若無特別說明，x軸原點在最左端截面，向右為正3

5、.軸力方程 軸力圖AB段在n-n處切開，取左半或右半為分離體，用內力FN1替代BCA軸力的符號規(guī)定：拉為正 壓為負（1）分段：分為AB，BC兩段（2）對各段用截面法:對左半段列平衡方程：BC段在m-m處切開，取左半或右半為分離體，用內力FN2替代對右半段列平衡方程：xx1x2CABal軸力方程為：畫出軸力圖如圖。注意內力圖的規(guī)定：（2）內力圖與原桿件上下對齊，可不畫坐標軸（1）標出特征點內力的絕對值（3）圖的內部打上豎直線，內力的符號用 填入 截面法的步驟：（1）切開 （2）代替 （3）平衡未知的內力分量一律假設為該內力的正方向(FN)4.扭矩方程 扭矩圖扭矩的符號規(guī)定：扭矩矢量方向與截面外法線方向一致為正，反之為負（1）求出固定端A的約束力偶：ACB方向如圖（2）分段：分為AB，BC兩段AB段用n-n截面切開，去掉右半段，用T (x1)代替x1平衡方程： T(x1)=MA=m0bm0 x2BC段用m-m截面切開，去掉左半段，用T (x2)代替平衡