剪力图和弯矩图教程-PPT.ppt

剪力图和弯矩图教程例题例题1 1 图所示，悬臂梁受集中力图所示，悬臂梁受集中力F F作用，试作此作用，试作此梁的剪力图和弯矩图梁的剪力图和弯矩图解：解：1.1.列剪力方程和弯矩方程列剪力方程和弯矩方程(0(0 x xl)l)(0 x (0 xl)l)2.2.作剪力图和弯矩图作剪力图和弯矩图由剪力图和弯矩图可知：由剪力图和弯矩图可知：一、根据内力方程作内力图一、根据内力方程作内力图剪力方程剪力方程表示横截面上剪力表示横截面上剪力FQ随横截面位置随横截面位置x而变化的函数关系；而变化的函数关系；弯矩方程弯矩方程表示横截面上弯矩表示横截面上弯矩M随横截面位置随横截面位置x而变化的函数关系。而变化的函数关系。例题例题2 2 简支梁受均布荷载作用，如图示，作此梁的剪力图和弯矩图。简支梁受均布荷载作用，如图示，作此梁的剪力图和弯矩图。解：解：1.1.求约束反力求约束反力由对称关系，可得：由对称关系，可得：最大剪力发生在梁端，其值为最大剪力发生在梁端，其值为2.2.列剪力方程和弯矩方程列剪力方程和弯矩方程3.3.作剪应力图和弯矩图作剪应力图和弯矩图最大弯矩发生在跨中，它的数值为最大弯矩发生在跨中，它的数值为MMmaxmax例题例题3 3 简支梁受集中作用如图示，作此梁的剪力图和弯矩图。简支梁受集中作用如图示，作此梁的剪力图和弯矩图。解：解：1.1.求约束反力求约束反力2.2.列剪力方程和弯矩方程列剪力方程和弯矩方程 （0 xa0 xa）(0 xa)(0 xa)ACAC段：段：CBCB段：段：(axl)(axl)(0 xl)(0 xl)3.3.作剪力图和弯矩图作剪力图和弯矩图例题例题4 4 简支梁受集中力偶作用，如图示，试画梁的剪力图和弯矩图。简支梁受集中力偶作用，如图示，试画梁的剪力图和弯矩图。解：解：1.1.求约束反力求约束反力2.2.列剪应力方程和弯矩方程列剪应力方程和弯矩方程ABAB段：段：（0 xl0 xl）CBCB段：段：(axl)(axl)ACAC段：段：(0 xa)(0 xa)3.3.绘出剪力图和弯矩图绘出剪力图和弯矩图 （）在均布荷载作用段，（）在均布荷载作用段，F FQQ图是斜直线，倾斜方向与荷载指向相同图是斜直线，倾斜方向与荷载指向相同(2)(2)无荷载作用区段，即无荷载作用区段，即q(x)=0q(x)=0，F FQQ图为平行图为平行x x轴的直线。轴的直线。(3)(3)在集中力作用处，在集中力作用处，FQFQ图有突变，突变方向与外力一致，且突变的数值等图有突变，突变方向与外力一致，且突变的数值等于该集中力的大小。于该集中力的大小。(4)(4)在集中力偶作用处，其左右截面的剪力在集中力偶作用处，其左右截面的剪力FQFQ图是连续无变化。图是连续无变化。2.2.弯矩图与荷载的关系弯矩图与荷载的关系(1)(1)在均布荷载作用的区段，在均布荷载作用的区段，MM图为抛物线。图为抛物线。(2)(2)当当q(x)q(x)朝下时，朝下时，MM图为上凹下凸。图为上凹下凸。当当q(x)q(x)朝上时，朝上时，MM图为上凸下凹。图为上凸下凹。二、根据内力图规律做图二、根据内力图规律做图.剪力图与荷载的关系剪力图与荷载的关系(3)(3)在集中力作用处，在集中力作用处，MM图发生转折。如果集中力向下，则图发生转折。如果集中力向下，则MM图向下转折；反之，则向上转折。图向下转折；反之，则向上转折。(4)(4)在集中力偶作用处，在集中力偶作用处，MM图产生突变，顺时针方向的集中力偶图产生突变，顺时针方向的集中力偶使突变方向由上而下；反之，由下向上。突变的数值等于该集使突变方向由上而下；反之，由下向上。突变的数值等于该集中力偶矩的大小。中力偶矩的大小。(1)(1)任一截面处弯矩图切线的斜率等于该截面上的剪力。任一截面处弯矩图切线的斜率等于该截面上的剪力。(2)(2)当当F FQQ图为斜直线时，对应梁段的图为斜直线时，对应梁段的MM图为二次抛物线。当图为二次抛物线。当F FQQ图为平行于图为平行于x x轴的直线时，轴的直线时，MM图为斜直线。图为斜直线。3.3.弯矩图与剪力图的关系弯矩图与剪力图的关系(3)(3)剪力等于零的截面上弯矩具有极值；反之，弯矩具有剪力等于零的截面上弯矩具有极值；反之，弯矩具有极值的截面上，剪力不，一定等于零。左右剪力有不同正、极值的截面上，剪力不，一定等于零。左右剪力有不同正、负号的截面，弯矩也具有极值。负号的截面，弯矩也具有极值。大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流8 8解：解：1.1.求约束反力求约束反力例题例题 简支梁如图所示，试用荷载集度、剪力和弯矩间的微分简支梁如图所示，试用荷载集度、剪力和弯矩间的微分关系作此梁的剪力图和弯矩图。关系作此梁的剪力图和弯矩图。2.2.画画F FQQ图图各控制点处的各控制点处的FQFQ值如下：值如下：F FQAQA右右=F=FQCQC左左=15kN =15kN F FQCQC右右=F=FQDQD=15 kN=15 kN 10kN=5kN 10kN=5kN F FQDQD=5kN=5kN F F QB QB左左=15kN15kN3.3.画画MM图图MMA A =0,M =0,MCC=15kN2m=30 kN.m =15kN2m=30 kN.m M MD D =15kN4m =15kN4m10kN2m=40kN.m 10kN2m=40kN.m M MD D右右=15kN4m=15kN4m5kN4m2m=20 kN.m5kN4m2m=20 kN.mMB=0MB=0例题例题6 6 一外伸梁如图示。试用荷载集度、剪力和弯矩间的微分关一外伸梁如图示。试用荷载集度、剪力和弯矩间的微分关系作此梁系作此梁的的F FQQ、MM图图。解：解：1.1.求约束力求约束力2.2.画内力图画内力图(1)(1)剪力图。剪力图。ACBACB段：段：F FQAQA右右=F=FQCQC=F=FQBQB左左=5kN5kNF FQQ图为一水平直线图为一水平直线 BDBD段：段：FQFQ图为右下斜直线。图为右下斜直线。FQB右 F FQBQB左左+13=8kN +13=8kN FQD=0(2)(2)弯矩图弯矩图 ACAC段：段：F FQQ00，故，故MM图为一右上斜直线图为一右上斜直线 MMA A=0=0，MMCC左左=5kN2m=5kN2m=10kN.m 10kN.m CBCB段：段：F FQQ0,0,故故MM图为一右上斜直线，图为一右上斜直线，在在CC处弯矩有突变。处弯矩有突变。MMCC右右=5kN2m+12kN.m5kN2m+12kN.mMMB B=4kN/m2m1m=4kN/m2m1m=8kN.m8kN.mBDBD段：段：段内有向下均布荷载，段内有向下均布荷载，MM图为下凸图为下凸抛物线，抛物线，MMB B=8KN.m8KN.m，MMD D=0=0例例7 外伸梁如图所示，试画出该梁的内力图。外伸梁如图所示，试画出该梁的内力图。解：解：（1）求梁的支座反力）求梁的支座反力由由 解得解得 由由 解解得得 q=10kN/mBEDACm=3.6kNmP3kNa=0.6ma=0.6m2a=12mxRARB（2）画内力图：）画内力图：CACA段段:q=0:q=0，剪力图为水平直线；剪力图为水平直线；弯矩图为斜值线。弯矩图为斜值线。ADAD段段:q=0,:q=0,剪力图为水平直线；弯矩图为斜值线。DB段段:q0,:q0,剪力图为斜直线；弯矩图为抛物线。令：根据根据Q QB B 5kN Q5kN QC C 3kN 3kN、Q QA A 7kN 7kN、Q QA A 3kN 3kN、Q QD D 7kN7kN的的对对应应值值便便可可作作出出图图(b)(b)所所示示的的剪剪力力图图 。可可见见，在在ADAD段段剪力最大，剪力最大，（Q）（M）q=10kN/mBEDACm=3.6kNmP3kNa=0.6ma=0.6m2a=1。2mxRARB3kN7kN5kN1.8kNm2。4kNm1.2kNm1.25kNm根据根据MC 0、MA 1.8kNm MB 0、ME 1.25kNm、MD 1.2kNm、MD 2.4kNm 的对应值便可作的对应值便可作出图出图(c)(c)所示的弯矩图。由图可见，所示的弯矩图。由图可见，梁上点梁上点D D左侧相邻的横截面上弯矩左侧相邻的横截面上弯矩最大，最大，q5kN/m2kNACB8m1m（Q）+-+19.75kNx=3.95m 20.25kN2kN（M）+-39kNm2kNm例例8 试画出图示梁的内力图。试画出图示梁的内力图。