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1、1,弯曲内力,目录,2,第四章 弯曲内力,4-1 概述4-2 梁的载荷与支座4-3 剪力和弯矩及其方程4-4 剪力图和弯矩图的绘制4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系4-6 用叠加法作弯矩图4-7 平面刚架和曲杆的内力,0,目录,3,4-1 概述,起重机大梁,1,目录,4,4-1 概述,镗刀杆,目录,5,4-1 概述,车削工件,目录,6,4-1 概述,火车轮轴,目录,7,弯曲特点,以弯曲变形为主的杆件通常称为梁,4-1 概述,目录,8,常见弯曲构件截面,4-1 概述,目录,9,平面弯曲,具有纵向对称面,外力都作用在此面内,弯曲变形后轴线变成对称面内的平面曲线,4-1 概述,目录,10,梁的载荷
2、与支座,集中载荷,分布载荷,集中力偶,固定铰支座,活动铰支座,固定端,4-2 梁的载荷与支座,2,目录,11,4-2 梁的载荷与支座,目录,12,火车轮轴简化,4-2 梁的载荷与支座,目录,13,4-2 梁的载荷与支座,目录,14,吊车大梁简化,均匀分布载荷简称均布载荷,4-2 梁的载荷与支座,目录,15,非均匀分布载荷,4-2 梁的载荷与支座,目录,16,简支梁,外伸梁,悬臂梁,FAx,FAy,FBy,FAx,FAy,FBy,FAx,FAy,MA,4-2 梁的载荷与支座,静定梁的基本形式,目录,17,FS剪力，平行于横截面的内力合力,M 弯矩，垂直于横截面的内力系的合力偶矩,4-3 剪力和弯
3、矩及其方程,3,目录,18,截面上的剪力对梁上任意一点的矩为顺时针转向时，剪力为正；反之为负。,+,_,截面上的弯矩使得梁呈凹形为正；反之为负。,4-3 剪力和弯矩及其方程,左上右下为正；反之为负,左顺右逆为正；反之为负,目录,19,解：,1. 确定支反力,2. 用截面法研究内力,4-3 剪力和弯矩及其方程,目录,例题4-1,求图示简支梁E 截面的内力,20,分析右段得到：,4-3 剪力和弯矩及其方程,目录,21,截面上的剪力等于截面任一侧外力的代数和。,4-3 剪力和弯矩及其方程,目录,22,截面上的弯矩等于截面任一侧外力对截面形心力矩的代数和。,4-3 剪力和弯矩及其方程,目录,23,悬臂
4、梁受均布载荷作用。,试写出剪力和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。,解：任选一截面x ，写出剪力和弯矩 方程,依方程画出剪力图和弯矩图,由剪力图、弯矩图可见。最大剪力和弯矩分别为,4-4 剪力图和弯矩图的绘制,4,目录,例题4-2,24,图示简支梁C点受集中力作用。,试写出剪力和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。,解：1确定约束力,FAyFb/l FByFa/l,2写出剪力和弯矩方程,AC,CB,3. 依方程画出剪力图和弯矩图。,4-4 剪力图和弯矩图的绘制,目录,例题4-3,25,图示简支梁C点受集中力偶作用。,试写出剪力和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。,解：1确定约束力,FAyM / l F
5、By -M / l,2写出剪力和弯矩方程,AC,CB,3. 依方程画出剪力图和弯矩图。,4-4 剪力图和弯矩图的绘制,目录,例题4-4,26,简支梁受均布载荷作用,试写出剪力和弯矩方程，并画出剪力图和弯矩图。,解：1确定约束力,FAy FBy ql/2,2写出剪力和弯矩方程,3. 依方程画出剪力图和弯矩图。,4-4 剪力图和弯矩图的绘制,目录,例题4-5,27,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,载荷集度、剪力和弯矩关系：,5,目录,28,载荷集度、剪力和弯矩关系：,q0，Fs=常数， 剪力图为直线；M(x) 为 x 的一次函数，弯矩图为斜直线。,2.q常数，Fs(x) 为 x 的一次函数，
6、剪力图为斜直线；M(x) 为 x 的二次函数，弯矩图为抛物线。分布载荷向上（q 0），抛物线呈凹形；分布载荷向上（q 0,Q=0,Q0,F,M,均布载荷 q,突 变,拐 点,抛 物 线,M图特征,无 变 化,突 变,斜 直 线,水平直线,Q图特征,集中力偶 M,集中力 F,无 载 荷,载荷,32,直接法作内力图可以简单概括为以下几个要点：,零始零终：所有内力图的绘制都是从零出发，结束到零。图形定性：利用微分关系确定内力图的形状。面积定值：通过求面积确定控制截面上内力值。作内力图时一般先要求出支座反力，同时正确的内力图还应做到三图对齐：载荷、剪力、弯矩三图横坐标对齐。确定正负：一般横坐标上方为正
7、。标明峰值：标明图形上各段的起止点的数值，抛物线的顶点等。,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,33,例题5-6 简支梁受力的大小和方向如图示。,试画出其剪力图和弯矩图。,解：1确定约束力,求得A、B 二处的约束力 FAy0.89 kN , FBy1.11 kN,根据力矩平衡方程,2确定控制面,在集中力和集中力偶作用处的两侧截面以及支座反力内侧截面均为控制面。即A、C、D、E、F、B截面。,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,34,3建立坐标系建立 FSx 和 Mx 坐标系,5根据微分关系连图线,4应用截面法确定控制面上的剪力和弯矩值，并将其标在 FS x和 Mx 坐标系中。,0.8
8、9 kN=,1.11 kN,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,35,解法2：1确定约束力,FAy0.89 kN FFy1.11 kN,2确定控制面为A、C、D、B两侧截面。,3从A截面左测开始画剪力图。,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,36,4从A截面左测开始画弯矩图。,从A左到A右,从C左到C右,从D左到D右,从A右到C左,从C右到D左,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,从D右到B左,从B左到B右,目录,37,例题5-7试画出梁剪力图和弯矩图。,解：1确定约束力,根据梁的整体平衡，由,求得A、B 二处的约束力,2确定控制面,由于AB段上作用有连续分布载荷，故A、B两
9、个截面为控制面，约束力FBy右侧的截面，以及集中力qa左侧的截面，也都是控制面。,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,38,3建立坐标系建立FSx和Mx坐标系,4确定控制面上的剪力值，并将其标在FSx中。,5确定控制面上的弯矩值，并将其标在Mx中。,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,39,解法2：1确定约束力,2确定控制面，即A、B、D两侧截面。,3从A截面左测开始画剪力图。,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,40,4求出剪力为零的点到A的距离。,B点的弯矩为 -1/27qa/47a/4 +81qa2/32=qa2,AB段为上凸抛物线。且有极大值。该点的弯矩为 1/
10、29qa/49a/4 =81qa2/32,5从A截面左测开始画弯矩图,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,41,例题5-8试画出图示有中间铰梁的剪力图和弯矩图。,解：1确定约束力,从铰处将梁截开,4-5 载荷集度、剪力和弯矩间的关系,目录,42,平面刚架：,某些机器的机身（压力机等）由几根直杆组成，而各杆在其联接处的夹角不能改变，这种联接称为刚节点。有刚节点的框架称为刚架。各直杆和外力均在同一平面内的刚架为平面刚架。平面刚架的内力一般有轴力、剪力和弯矩。,7,目录,4-7 平面刚架和曲杆的内力,43,已知平面刚架上的均布载荷集度q,长度l。,B,试：画出刚架的内力图。,例题5-9,解：
11、1、确定约束力,2、写出各段的内力方程,竖杆AB：A点向上为y,4-7 平面刚架和曲杆的内力,目录,44,横杆CB：C点向左为x,4-7 平面刚架和曲杆的内力,目录,45,竖杆AB：,3、根据各段的内力方程画内力图,横杆CB：,4-7 平面刚架和曲杆的内力,目录,46,平面曲杆,某些构件（吊钩等）其轴线为平面曲线称为平面曲杆。当外力与平面曲杆均在同一平面内时，曲杆的内力有轴力、剪力和弯矩。,目录,4-7 平面刚架和曲杆的内力,47,目录,画出该曲杆的内力图,解：写出曲杆的内力方程,4-7 平面刚架和曲杆的内力,例题5-10,48,小结,1、熟练求解各种形式静定梁的支座反力,2、明确剪力和弯矩的概念，理解剪力和弯矩的正负号规定,3、熟练计算任意截面上的剪力和弯矩的数值,4、熟练建立剪力方程、弯矩方程，正确绘制剪力图和弯矩图,目录,
