彎矩 剪力計算公式如何推導

2021-05-30 06:02:13 字數 2200 閱讀 8101

1樓:姜心

1、先求出節點彎矩,分配到節點上的每一個杆件的杆端(包括柱端),得到柱端彎矩;

2、根據柱端彎矩,設柱端剪力為未知數,列杆件力矩平衡方程,求出柱端剪力;

3、根據柱頂兩側樑傳來的樑端剪力和柱頂的上柱柱底軸力之和,就是本柱上端軸力,本柱上端軸力加本柱自重就是本柱下端軸力。

彎矩公式:

(mmax表示最大彎矩,f表示外力,l即為力臂)。

推導如下:

擴充套件資料

一般而言,在不同的學科中彎矩的正負有不同的規定。規定了彎矩的正負,就可以將彎矩進行代數計算。

在列彎矩計算時,應用「左上右下為正,左下右上為負」的判別方法。凡截面左側樑上外力對截面形心之矩為順時針轉向,或截面右側外力對截面形心之矩為逆時針轉向,都將產生正的彎矩,故均取正號;反之為負,即左順右逆,彎矩為正 。

2樓:

剪力和彎矩

根據作用在樑上的已知載荷,求出靜定樑的支座反力以後,樑橫截面上的內力可利用前面講過的「截面法」來求解,如圖7-8a所示簡支樑在外力作用下處於平衡狀態,現在討論距支座距離為的截面上的內力。

圖7-8 簡支樑指定截面的剪力、彎矩計算

根據截面法計算內力的基本步驟「切、代、平」,計算樑的內力的步驟為:

①、首先根據靜力平衡方程求支座反力和,為推導計算的一般過程,暫且用和代替。

②、用截面假想沿處把樑切開為左、右兩段,如圖7-8b、7-8c所示,取左段樑為脫離體,因樑原來處於平衡狀態,所以被擷取的左段樑也同樣保持平衡狀態。從圖7-8b中可看到,左段樑上有一向上的支座反力、向下的已知力作用,要使左段樑不發生豎向移動,則在截面上必定存在一個豎直方向的內力與之平衡;同時,、對截面形心點有一個力矩,會引起左段樑轉動,為了使其不發生轉動,在截面上必須有一個力偶矩與之平衡,才能保持左段樑的平衡。和即為樑橫截面上的內力,其中內力使橫截面有被剪開的趨勢,稱為剪力;力偶矩將使樑發生彎曲變形,稱為彎矩。

由於外載荷的作用線垂直於樑的軸線,所以軸力為零,通常不予考慮。

剪力和彎矩的大小可由左段樑的靜力平衡方程來求解。

剪力與彎矩的正負號規定

從上面的分析可知,用截面法將樑切開分成兩段,同一截面上的內力,取左段樑為脫離體和取右段樑為脫離體所得結果雖然數值相等,但方向卻是相反的,為此根據剪力和彎矩引起樑的變形情況來規定它們的正負號。

圖7-9 剪力、彎矩的符號規定

①、剪力正負號的規定如圖7-9a、7-9b所示,在橫截面處,從樑中取出一微段,若剪力使微段順時針方向轉動,則該截面上的剪力為正;反之為負。

②、彎矩正負號的規定如圖7-9c、7-9d所示,在橫截面處,從樑中取出一微段,若彎矩使微段產生向下凸的變形,即上部受壓,下部受拉,則該截面上的彎矩為正;反之為負。

為方便起見,在計算時通常將剪力和彎矩假設成正方向,它的實際方向根據最後計算結果的正負號來確定,如果計算結果為正,則說明實際方向與假設方向相同;否則,相反。

用截面法求指定截面上的內力

下面舉例說明用截面法求樑指定截面上的內力。

例7-1如圖7-10a所示外伸樑,試計算1-1、2-2和3-3截面上的剪力和彎矩。

圖7-10 外伸樑指定截面的內力計算

計算剪力、彎矩的簡便方法

利用上面的關係,可以直接根據作用在樑上的外力計算出任意截面的剪力、彎矩,從而省去取脫離體列平衡方程的步驟,使計算過程簡化。

直接由樑上的外力計算內力的簡便方法,其實質仍然是截面法,應熟練掌握。

3樓:手機使用者

首先要作出受力圖,再以它的三個平衡公式分別是:σx=0 σy=0 σm(f)=0 算出它的三個求和,畫一條與受力長度相同的平行線,以它受力的方向是上或者是下來確定突變的方向,突變的大小等於該力在該座標軸上投影的絕對值。

請問 這個剪力和彎矩怎麼求 要計算步驟

4樓:旁人

這是簡支樑,屬靜定結構,可用靜力平衡三方程之∑mo=0,首先,很容易算得左支座反力為m/l(向上);右支座反力為m/l(向下);

其次,在樑主要截面取脫離體,再用靜力平衡三方程之∑mo=0,算得主要截面的彎矩值(最大值為m、最小值為0),在縱座標上點出,連線各點,此圖形為三角形,即彎矩圖;

再其次,在樑主要截面取脫離體,再用靜力平衡三方程之∑y=0,算得主要截面的剪力值(均為m/l),在縱座標上點出,連線各點,此圖形為矩形,即剪力圖;

**答案,彎矩圖形、剪力圖形正確,上下也正確,但正負符號錯誤,剪力應為+號、彎矩應為-號。

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