《工程力学：第五章+杆件的内力分析和内力图》PPT课件.ppt

工程,力学 第五章 杆件的内力分析与内力图,第五章 杆件的内力分析与内力图,5-1 基本概念,5-2 轴力图和扭矩图,5-3 剪力图和弯矩图,5-4 结果与讨论,51,基本概念与基本方法,5.1.1、整体平衡与局部平衡的概念,弹性杆件在外力作用下若保持平衡，则从上截取的任意部分也必须保持平衡。前者称为,整体平衡或总体平衡,；后者称为,局部平衡,。,当杆件上的外力发生突变时，内力的变化规律也将发生变化。,5.1.2 杆件横截面上的内力和外力相依关系,内力的计算是分析构件强度、刚度、稳定性等问题的基础。求内力的一般方法是,截面法,。,1.内力,固有内力：构件内部分子间的相互作用力。,附加内力,：外力作用引起构件内部的,附加,相互作用力。,内力 截面法,例1：截面法求内力,A,P,P,简图,A,P,P,P,A,F,N,截开：,代替：,平衡：,2.截面法的基本步骤：,例2：截面法求内力,截开：,代替：,平衡：,m,m,m,T,x,x,2.截面法的基本步骤：,例3：截面法求内力,截开：,代替：,平衡：,n,n,上刀刃,下刀刃,F,F,F,F,S,2.截面法的基本步骤：,截开,：在所求内力的截面处，假想地用截面将杆件一分为二。,2.截面法的基本步骤总结：,代替,：任取一部分为研究对象，将弃去部分对留下部分的作用，,作用在截开面上相应的内力（力或力偶）代替。,平衡,：对留下的部分建立平衡方程，根据其上的已知外力来,计算杆在截开面上的未知内力（此时截开面上的内力,对所留部分而言是外力）。,5.1.3 控制面,控制面,：在一段杆上，内力按一种函数规律 变化，这一段杆的,两个端截面称为控制面。,一种函数规律,52,轴力图与扭矩图,5.2.1 轴力和轴力图,1.轴向荷载,：,沿着杆件轴线 方向作用的荷载，称为轴向荷载。,F,F,注意：,在杆件上只有两个端截面处承受轴向荷载时，杆件上所有横截面的轴力都是相同的。如果杆件上作用有两个以上的轴向荷载，就只有两个轴向荷载作用点之间的横截面上的轴力是相同的。,2.轴力图,：表示轴力沿杆件轴线方向变化的图形,。,反映出轴力与截面位置变化关系，较直观；,确定出最大轴力的数值,及其所在横截面的位置，,即确定危险截面位置，为,强度计算提供依据。,3.,轴力的正负规定:,F,N,与外法线同向,为正轴力(拉力),F,N,与外法线反向,为负轴力(压力),F,N,0,F,N,F,N,F,N,0,q,0,Fs,Fs,0,x,总结：1、直杆某段若直杆某段内无集中力或集中力偶，则有：（1）q(x)=0,Fs(x)图为水平线，M(x)图为斜直线；（2）q(x)=c,Fs(x)图为斜直线，M(x)图为二次抛物线；（3）若Fs（X,0,）=0,则M在X,0,处有极值。,3、在集中力偶作用处,Fs（x）图无突变,M(x)图有突变值外力偶Me,2、在集中力作用处,Fs图有顺力方向突变值外力P,M(x)图有折点,4、杆件端点处无集中力偶作用时，该点处M（x）图的值为零,练习1,按叠加原理作弯矩图(,AB,=2,a,，力,P,作用在梁,AB,的中点处）。,q,q,P,P,=,+,A,A,A,B,B,B,x,M,2,x,M,1,x,M,+,+,+,=,+,练习2,作下列图示梁的内力图。,P,PL,P,PL,L,L,L,L,L,L,0.5,P,0.5,P,0.5,P,0.5,P,P,0,Fs,x,Fs,1,x,Fs,2,x,0.5,P,0.5,P,0.5,P,+,P,P,PL,P,PL,L,L,L,L,L,L,0.5,P,0.5,P,0.5,P,0.5,P,P,0,M,x,M,1,x,M,2,x,0.5,PL,PL,0.5,PL,+,+,0.5,PL,+,练习3,绘制下列图示梁的弯矩图。,2,P,a,a,P,=,2,P,P,+,x,M,x,M,1,x,M,2,=,+,+,+,2,Pa,2,Pa,Pa,