1、结构力学实例分析现代工程技术的日益进步和电子计算机的飞速发展对结构力学学科产生了深远的影响。结构计算电子化后,许多传统的计算方法本身可能已逐步失去实际应用价值,但其相应的基本概念和基本原理在结构分析中仍具有重要的地位和价值。大型工程结构在各种复杂因素作用下的分析,要求强化结构力学基本概念的综合运用和概念设计的理念。实际上,力学基本概念和基本原理在工程中的综合运用能力,则正是当代结构工程领域科技人员所应具备的最重要的素质。1-1.概念分析求超静定概念分析求超静定结构的内力构的内力图1-1 组合结构分析分析图1-1所示所示组合合结构的内力构的内力解析：分析:本例的组合结构若用一般力法或位移法分析都
2、比较繁琐,但是利用力学基本概念分析就十分简捷。首先根据结构和荷载的对称性,可判断横梁无侧向位移(属反对称位移)。在忽略受弯杆件轴向变形的前提下,横梁也不会有竖向位移。因此,可以判定,该结构各结点处均无线位移。因横梁截面弯曲刚度 ,所以两端结点上也不会发生角位移。2-根据以上分析,结构两侧斜杆的杆端弯矩可按照两端固定梁查表求得,再根据结点的力矩平衡条件易得横梁的端弯矩,然后再叠加横梁的简支梁弯矩,得结构弯矩图如图 1-2所示。此时,两链杆中均无内力。图 1-2本例题值得注意的是:横梁的端弯矩是根据结点的力矩平衡求得的,因横梁为无限刚性,其杆端弯矩是无法直接查表求得的。3-2.轴强度的度的计算算如
3、图2-1所示传动轴所传递的功率P2kW，转速n100r/min，皮带轮直径D250mm，皮带轮张力FT2Ft，轴材料的许用应力 轴的直径d45mm。按第三强度理论校核轴的强度。图2-14-图2-2简化模型如图2-2所示解析：（1）外力分析：传动轴传递的外力偶矩为传动轴受竖向载荷此力使轴在竖向平面内产生弯曲变形。5-附加力偶矩：此外力偶矩使传动轴产生扭转变形。（2）内力分析：判断危险截面在B截面。危险截面上的弯矩：扭矩：（3）按第三强度理论校核轴的强度6-3.应用平行用平行轴定理分析定理分析悬臂梁臂梁应力力图3-1如如图3-1所示所示悬臂梁，自由端臂梁，自由端承受集中承受集中载荷荷F=15kN作
4、用。作用。试计算算图3-2所示截面所示截面B-B的的最大弯曲拉最大弯曲拉应力与最大弯曲力与最大弯曲压应力。力。图3-27-解析解析：（1）确定）确定截面形心位置截面形心位置 选参考坐参考坐标系系zoy如如图3-3示示，将截面分解，将截面分解为I和和II两部分，形心两部分，形心C的的纵坐坐标为:图3-3（2）计算算截面截面惯性矩性矩8-（3）计算算计算最大弯曲正算最大弯曲正应力力 截面截面BB的弯矩的弯矩为:在截面在截面B的上、下的上、下边缘，分，分别作用有最大拉作用有最大拉应力和最大力和最大压应力，其力，其值分分别为：9-螺栓压板夹紧装置如图所示。已知板长3a=150mm，压板材料的弯曲许用应
5、力为=140MPa。试确定压板传给工件的最大允许压紧力F。解析解析：压板可简化为图所示的外伸梁 作弯矩图如图所示。最大弯矩在截面B上 MFaMB=max4.弯曲梁弯曲梁强度度计算算10-5.根据根据应力确定截面形状力确定截面形状lF2lF1bhdxyz图5-1如如图5-1示示悬臂臂结构构,承受承受载荷荷F1与与F2作用，已知作用，已知F1=800 N，F2=1.6 kN，l=1 m，许用用应力力=160 MPa,试分分别在下列两种情况下确定截面尺寸。在下列两种情况下确定截面尺寸。(1)截面截面为矩形，矩形，h=2b；(2)截面截面为圆形。形。11-解析解析：（1）画弯矩）画弯矩图F2lzyyx2F1l(Mx)(Mz)固定端截面固定端截面为危危险截面截面12-（3）当横截面当横截面为圆形形时，依据弯曲正，依据弯曲正应力力强度条件：度条件：（2）当横截面）当横截面为矩形矩形时，依据弯曲正，依据弯曲正应力力强度条件：度条件：13-
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