Ⅰ 結構力學中線彈性體系下桿件的內力由什麼引起
因為內力必須與外力平衡,這是一對平衡力系,之所以叫內力是因為內力是由材料內部的變形(擠壓變形或者剪切變形)通過本構方程(也就是胡克定律)來得到的,是內部受外界激發產生的用於平衡外加的載荷來保持系統的穩定的. 如果「任意段」指的是某段桿件的話,已知桿件兩端的位移和轉角,還要再加上桿件跨中荷載引起的桿端固端彎矩 FEM (fix end moment),運用 Slope Deflection Method(傾角變位法),才能確定桿端彎矩和桿端剪力。繼而根據桿件兩端點之間的跨中荷載情況,再結合桿端彎矩和桿端剪力,才能確定整個桿件的彎矩圖和內力圖。那如果是不考慮剪切變形的細長梁,知道梁兩端的節點位移和轉交即可確定整個構件的應力分布。如果剪切變形不可忽略的短梁,則無法確定。區別只是在於你使用不同的梁理論,所以指的是給定結構變形,反求結構的內力和荷載嗎?這是可以的,不過這涉及彈性力學的問題,結構力學中梁的撓曲變形微分方程,就是基於彈性力學的一個解答,在這個基礎上,加上適當的邊界條件,積分方程,就可以求出。相比較於對肝的話,具體有三個步驟:Step1,假設該桿節點都固接,作用於該關鍵的外部荷載所引起的固端作用稱為fixed end acetions。Step2,放開節電約束,節點會因為位移和轉動而帶來附加的彎矩和剪力。Step3,疊加前兩步驟。就可以得出了。
Ⅱ 力學結構的內力與內力圖
內力的概念與作用種類
內力指的是彈性體在外部力作用下,內部各點相對位移所產生相互作用力。在均勻且連續分布的物質中,彈性體內各部分的內力形成連續分布的力系。整體平衡時,每一部分的外力需與截面內的分布內力平衡,形成平衡力系。
內力的作用種類包括:軸向力(拉力、壓力)、彎曲力(彎矩)、扭轉力(扭矩)和剪切力。這些力分別對應於桿件的變形趨勢。
內力的求解
內力的求解遵循平衡原則,通過截面的左側隔離體為基礎,確保外部與整體力學平衡。軸力通過截面法簡化求解,剪力和彎矩同樣使用截面法計算,扭矩則通過旋轉錯動的力分析。不同作用產生的內力可以疊加。
內力圖
內力圖描繪了桿件內力的變化情況,以桿件左端點為原點,桿軸為X軸,右側為正方向,內力沿X軸變化的函數圖像即為內力圖。繪制剪力圖和彎矩圖需確定控制面,應用截面法確定剪力和彎矩值,建立坐標系,利用平衡微分方程繪制圖形。
各類常見結構的受力特點
各類結構的受力特點包括梁、剛架等的剪力圖與彎矩圖繪制。繪制時需考慮載荷、約束力、剪力和彎矩值,應用平衡微分方程確定形狀,並畫出圖形。在繪制過程中應注意正負號,確保准確無誤。
Ⅲ 連續梁,板的彈性理論有哪些計算的方法
一般對連續梁、連續板的內力計算有兩種方法:按彈性理論計算的方法和按塑性理論計算的方法。
彈性理論計算方法是指在進行梁、板內力分析時,假定梁、板為理想的彈性體系,結構荷載與內力、荷載與變形、內力與變形均為線性關系,因此,可以按照結構力學方法進行計算。
由於連續梁、連續板同時承受恆載和活載,恆載的作用力的大小和位置都是固定的,在結構中產生的內力是不變的,而活載的位置是可變的,由第8章的影響線知識可知,當荷載位置不同時,在連續梁中各個位置引起的內力和變形是不同的,因此,有必要找出引起結構某截面最不利內力的組合,則結構荷載最不利組合主要是研究活荷載的最不利布置。
Ⅳ 材料力學第二章:內力分析
應力的正負號規定:
正應力: 拉為正,壓為負;剪應力: 順時針為正,逆時針為負。
1、內力主矢、內力主矩與內力分量
將桿件橫截面上的內力向該截面某一簡化中心簡化,得到一主矢和主矩,即為內力主矢 和內力主矩 。
內力分量:主矢和主矩在確定的坐標方向上的分量。
稱為軸力, 稱為剪力, 稱為扭矩, 稱為彎矩。
2、內力分量的正負號規則
軸力:使桿件受拉者為正;受壓者為負。
扭矩:按右手法則,向外為正。
彎矩:下側受拉為正。
剪力:使桿件順時針轉動為正。
1、彈性體平衡原理:總體平衡,則其任何局部也必然是平衡的。
2、截面法:用假想截面從所要求的截面處將桿截為兩部分。
3、桿件內力變化的一般規律
4、控制面:外力規律發生變化截面,即集中力、集中力偶作用點、分布荷載的起點和終點處的橫截面。
5、平衡微分方程
1、軸力圖
2、剪力圖和彎矩圖
剛架的組成:
Ⅳ 彈性力學的基本方程有哪些
彈性力學的基本方程包括:平衡微分方程.物理方程.幾何方程。
彈性力學也稱彈性理論,主要研究彈性體在外力作用或溫度變化等外界因素下所產生的應力、應變和位移,從而解決結構或機械設計中所提出的強度和剛度問題。在研究對象上,彈性力學同材料力學和結構力學之間有一定的分工。
連續變形規律是指彈性力學在考慮物體的變形時,只考慮經過連續變形後仍為連續的物體,如果物體中本來就有裂紋,則只考慮裂紋不擴展的情況。這里主要使用數學中的幾何方程和位移邊界條件等方面的知識。
求解一個彈性力學問題,就是設法確定彈性體中各點的位移、應變和應力共15個函數。從理論上講,只有15個函數全部確定後,問題才算解決。但在各種實際問題中,起主要作用的常常只是其中的幾個函數,有時甚至只是物體的某些部位的某幾個函數。所以常常用實驗和數學相結合的方法,就可求解。
數學彈性力學的典型問題主要有一般性理論、柱體扭轉和彎曲、平面問題、變截面軸扭轉,回轉體軸對稱變形等方面。
在近代,經典的彈性理論得到了新的發展。例如,把切應力的成對性發展為極性物質彈性力學;把協調方程(保證物體變形後連續,各應變分量必須滿足的關系)發展為非協調彈性力學;推廣胡克定律,除機械運動本身外,還考慮其他運動形式和各種材科的物理方程稱為本構方程。
對於彈性體的某一點的本構方程,除考慮該點本身外還要考慮彈性體其他點對該點的影響,發展為非局部彈性力學等。