第 11 章 弯曲变形

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11 11 第第第第 第第第第

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第 11 章 弯曲变形. 第 11 章 弯曲变形. 重点掌握内容:. 1、计算梁在荷载作用下的变形问题. 2、建立刚度条件. 3、利用梁的变形解决超静定问题. P. 第一节 梁的变形和位移. 1、挠曲线:. 在平面弯曲情况,梁变形后 的轴线将成为 xoy 平面内的 一条曲线。这条连续、光滑 的曲线—梁的挠曲线。 (弹性曲线). y A. 2、截面转角和挠度. (梁弯曲变形的两个基本量). (1)挠度: 梁变形后,横截面的形心在垂直 - PowerPoint PPT Presentation

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第第 1111 章 弯曲变形章 弯曲变形

Page 2: 第 11 章      弯曲变形

第第 1111 章 弯曲变形章 弯曲变形重点掌握内容:重点掌握内容:

11 、计算梁在荷载作用下的变形问题、计算梁在荷载作用下的变形问题

22 、建立刚度条件、建立刚度条件

33 、利用梁的变形解决超静定问题、利用梁的变形解决超静定问题

Page 3: 第 11 章      弯曲变形

第一节 梁的变形和位移第一节 梁的变形和位移11 、挠曲线:、挠曲线:

O B

在平面弯曲情况,梁变形后在平面弯曲情况,梁变形后的轴线将成为的轴线将成为 xoyxoy 平面内的平面内的一条曲线。这条连续、光滑一条曲线。这条连续、光滑的曲线—梁的挠曲线。的曲线—梁的挠曲线。 (弹性曲线)(弹性曲线)

PP

Page 4: 第 11 章      弯曲变形

O BA

22 、截面转角和挠度、截面转角和挠度 (梁弯曲变形的两个基本量)(梁弯曲变形的两个基本量)

(( 11 )挠度:)挠度:梁变形后,横截面的形心在垂直梁变形后,横截面的形心在垂直 于梁轴线(于梁轴线( x x 轴)方向上所产生轴)方向上所产生 的线位移,称为的线位移,称为梁在截面的挠度。梁在截面的挠度。 一般情况下,不同一般情况下,不同

横截面的挠度值不同。横截面的挠度值不同。

横截面挠度随截面位置(横截面挠度随截面位置( x x 轴)而改变轴)而改变的规律用挠曲线方程表示。即:的规律用挠曲线方程表示。即:

)(xfy 符号:挠度向下为正,符号:挠度向下为正, 向上为负。 单位:向上为负。 单位: mmmm

yyAA

PP

Page 5: 第 11 章      弯曲变形

(( 22 )转角)转角:横截面绕中性轴所转过的角度。:横截面绕中性轴所转过的角度。 由梁弯曲的平面假设可知:梁的横截面由梁弯曲的平面假设可知:梁的横截面变形前垂直于轴线,变形后仍垂直于挠曲线。变形前垂直于轴线,变形后仍垂直于挠曲线。

AA ::曲线曲线 OABOAB 在在 AA 点的切线与点的切线与 XX 轴间的夹角。轴间的夹角。符号:符号:转角从转角从 XX 轴逆时针转至切线方向为正,轴逆时针转至切线方向为正, 反之为负。 单位:弧度反之为负。 单位:弧度

AA

O B

PP

yyAA

AA AA

Page 6: 第 11 章      弯曲变形

(( 33 )截面挠度与转角的关系)截面挠度与转角的关系

挠曲线的斜率:挠曲线的斜率:

工程中由于是小变形,工程中由于是小变形, 极小。可用: 极小。可用:

注:挠曲线上任意点处切线的斜率注:挠曲线上任意点处切线的斜率等于该点处横截面的转角。等于该点处横截面的转角。

tgdx

dy

tg

)()( xfdx

dyx

dx

dyAA

O B

PP

yyAA

AA AA

Page 7: 第 11 章      弯曲变形

弹性曲线的小挠度微分方程弹性曲线的小挠度微分方程

力学公式力学公式 数学公式数学公式

EI

xM

x

)(

)(

1

EI

xM

x

)(

)(

1

23

2

2

2

dd

1

dd

)(

1

xy

xy

x 23

2

2

2

dd

1

dd

)(

1

xy

xy

x

此即此即弹性曲线的小挠度微分方程弹性曲线的小挠度微分方程EI

M

x

y

2

2

d

d

Page 8: 第 11 章      弯曲变形

ZEI

xMxf

xd

yd )()(

2

2

挠曲线近似微分方程挠曲线近似微分方程

00d

d2

2

Mx

w,

00d

d2

2

Mx

w,

yy

yy

yyyy

EI

M

x

w

2

2

d

d

EI

M

x

w

2

2

d

d yy yy

Page 9: 第 11 章      弯曲变形

:梁的弯曲方程xM

1CdxxMxfEIxEI ZZ

21 CxCdxdxxMxyEIZ

积分一次:积分一次:

再次积分:再次积分:

积分常数:需要利用边界条件和连续光滑条件来确定。积分常数:需要利用边界条件和连续光滑条件来确定。

边界条件和连续光滑条件:梁上某些横截面处 边界条件和连续光滑条件:梁上某些横截面处 位移为已知的条件。 位移为已知的条件。

ZEI

xMxf

xd

yd )()(

2

2

挠曲线近似微分方程挠曲线近似微分方程

Page 10: 第 11 章      弯曲变形

例题例题 11 :求该悬臂梁的最大挠度和转角:求该悬臂梁的最大挠度和转角解:解:建立坐标、写弯矩方程建立坐标、写弯矩方程

程代入挠曲线近似微分方

积分一次:积分一次:

再次积分:再次积分:

第二节 用积分法求弯曲变形第二节 用积分法求弯曲变形

PP

AA BBxx L-xL-x

LL

BB//

yyBB

BB

)()( xlPxM

)()()( xlPxMxyEIZ

1

2

2)( C

PxPlxxEIZ

21

32

62)( CxC

PxPlxxyEIZ

Page 11: 第 11 章      弯曲变形

利用边界条件确定积分常数:利用边界条件确定积分常数:

000

000

1

2

Cx

Cyx

,;, )

2(

1)(

2PxPlx

EIx

Z

1

2

2)( C

PxPlxxEIZ 21

32

62)( CxC

PxPlxxyEIZ

)62

(1

)(32 PxPlx

EIxy

Z

maxmax 、,ylx

ZZ EI

Ply

EI

Pl

32

3

max

2

max 、

AA BBxx L-xL-x

LL

BB//

yyBB

BB

Page 12: 第 11 章      弯曲变形

qA B

L

x

maxA

例题例题 22 :求该简支梁的最大挠度和转角:求该简支梁的最大挠度和转角

解:解: 建立坐标、建立坐标、写弯矩方程写弯矩方程

积分一次:积分一次:

再次积分:再次积分:

maxBmaxy2

2

1

2

1)( qxqlxxM

qlxqxxMxyEIZ 2

1

2

1)()( 2

123

4

1

6

1)( CqlxqxxEIZ

2134

12

1

24

1)( CxCqlxqxxyEIZ

代入挠曲线近代入挠曲线近似微分方程:似微分方程:

Page 13: 第 11 章      弯曲变形

qA B

L

x

maxA maxBmaxy

123

4

1

6

1)( CqlxqxxEIZ 21

34

12

1

24

1)( CxCqlxqxxyEIZ

0

00

ylx

yx

,;,

)46(24

1)( 323 qxqlxql

EIx

Z

)2(24

)( 323 xlxlEI

qxxy

Z

max0 ,, lxx ZEI

ql

24

3

max

max2y

lx ,

ZEI

qly

384

5 4

max

利用边界条件确定积分常数:利用边界条件确定积分常数:

24

03

1

2

qlC

C

Page 14: 第 11 章      弯曲变形

maxymaxA maxB

例题例题 33 :求该简支梁的最大挠度和转角:求该简支梁的最大挠度和转角

解:解:建立坐标、建立坐标、写弯矩方程写弯矩方程

)段:(2

0l

xAC )段:( lxl

CB 2

AA BBCC

pp

L/2L/2 L/2L/2

xxxx

PxxM2

1)( )

2(

2

1)(

lxPPxxM

PxxyEIZ 2

1)( Px

lxPxyEIZ 2

1)

2()(

Page 15: 第 11 章      弯曲变形

积分积分一次:一次:

再次再次积分:积分:

利用边界条件确定积分常数:利用边界条件确定积分常数:

PxxyEIZ 2

1)( Px

lxPxyEIZ 2

1)

2()(

12

1 4

1CPxEIZ

113

1 12

1DxCPxyEIZ

222

2 4

1)

2(

2CPx

lx

PEIZ

2233

2 12

1)

2(

6DxCPx

lx

PyEIZ

右左

右左,CC

CC

yy

lx

2 21

21

DD

CC

00 Ayx ,0 Bylx ,

021 DD

16

2

21

PlCC

Page 16: 第 11 章      弯曲变形

)416

(1 22

1

PxPl

EIZ

]164

1)

2(

2[

1 222

2

PlPx

lx

P

EIZ

)1216

(1 32

1

PxxPl

EIy

Z

]1612

1)

2(

6[

1 233

2

xPlPx

lx

P

EIy

Z

max0 ,, lxx ZEI

Pl

16

2

max

max2y

lx ,

ZEI

Ply

48

3

max

Page 17: 第 11 章      弯曲变形

挠 度挠 度转 角转 角

EI

Ply

3

3

max EI

Pl

2

2

max

EI

Mly

2

2

max EI

Mlmax

EI

ql

6

3

max EI

qly

8

4

max

EI

Ml

EI

Ml

63、

ZEI

Pl

16

2

max ZEI

Ply

48

3

max

ZEI

ql

24

3

max ZEI

qly

384

5 4

max

Page 18: 第 11 章      弯曲变形

第三节 用叠加法求弯曲变形第三节 用叠加法求弯曲变形* * 叠加法:当梁上同时作用几个荷载时, 叠加法:当梁上同时作用几个荷载时, 在小变形情 在小变形情况下,且梁内应力不超过比例极限,则每个况下,且梁内应力不超过比例极限,则每个荷载所引起的变形(挠度和转角)将不受其荷载所引起的变形(挠度和转角)将不受其它荷载的影响。 它荷载的影响。 即:梁上任意横截面的总位移即:梁上任意横截面的总位移等于各荷载单独作用时,在该等于各荷载单独作用时,在该截面所引起的位移的代数和。截面所引起的位移的代数和。

Page 19: 第 11 章      弯曲变形

* * 荷载叠加:将作用在梁上的荷载分解成单个荷载叠加:将作用在梁上的荷载分解成单个荷载,利用单个荷载作用下梁的挠度和转角的荷载,利用单个荷载作用下梁的挠度和转角的结果进行叠加,就可求得梁在多个荷载作用下结果进行叠加,就可求得梁在多个荷载作用下的总变形。的总变形。

BB

PP11 PP22

== ++PP11

PP22

BB BB

yyBByyB1B1 yyB2B2

21 BBB yyy

21 BBB

Page 20: 第 11 章      弯曲变形

yy

* * 逐段刚化法:将梁分成几段,分别计算各段梁逐段刚化法:将梁分成几段,分别计算各段梁的变形在需求位移处引起的位移,然后计算其总和。的变形在需求位移处引起的位移,然后计算其总和。

即:考虑某段梁的变形时,将其它梁段即:考虑某段梁的变形时,将其它梁段视为刚体,在利用外力平移计算其它梁视为刚体,在利用外力平移计算其它梁段的变形,最后叠加。段的变形,最后叠加。

例题例题 44 :求最大挠度和转角:求最大挠度和转角yy11

11

1

31

1 3EI

Ply

1

21

1 2EI

Pl

LL11LL22

PPAA BB CC PLPL11++==

PP

LL22LL11LL22 LL11

PPAA BB CC AA BB

CC

Page 21: 第 11 章      弯曲变形

PLPL11

LL22 LL11

AA BBCC

yy

LL11LL22

PPAA BB CC PLPL11++==

PP

LL22LL11LL22 LL11

PPAA BB CC AA BB

CC

== ++LL22 LL11LL22 LL11

PP PLPL11yy//

33

yy////3333

2

32

2 3EI

Ply

2

22

2 2EI

Pl

2

12

2122 2EI

lPlly

2

213

)(

EI

lPl 2

221

3 2

)(

EI

lPly

2

121133

)(

EI

llPlly

yy//22

22yy////

22

Page 22: 第 11 章      弯曲变形

yy

LL11LL22

PPAA BB CC

)()( 33221 yyyyyy

321

Page 23: 第 11 章      弯曲变形

例题例题 55 :求:梁跨中点处的挠度。已知:抗弯刚度:求:梁跨中点处的挠度。已知:抗弯刚度 EIEI

解:解:

P

1y

2y

q

L

qA B

P

C

maxy qcPcC yyy

EI

ql

EI

Ply

384

5

48

43

Page 24: 第 11 章      弯曲变形

例题例题 66 :已知简支外伸梁抗弯刚度:已知简支外伸梁抗弯刚度 EIEI 。。试求:试求: AA 点挠度点挠度

解:解:PP

AA BB CC

LLaaPP

AA BB

aaPP

PaPaAA BB CC

LLaa

yy11

yy22

EI

Pay

3

3

1

aEI

lPaay B 3

)(2

)(3

2

laEI

Pay

EI

lPa

EI

Payyy

33

23

21

Page 25: 第 11 章      弯曲变形

第四节 提高梁刚度的一些措施第四节 提高梁刚度的一些措施

11 、刚度条件:、刚度条件:

][

][

max

max

y

Page 26: 第 11 章      弯曲变形

例题例题 77 :已知::已知:PP11=2KN=2KN ,, PP22=1KN=1KN 。。 L=400mmL=400mm ,, a=100mma=100mm ,,外径外径D=80mmD=80mm ,,内径内径 d=40mmd=40mm ,, E=200GPaE=200GPa ,,截面截面 CC 处挠度处挠度不超过两轴承间距离的不超过两轴承间距离的 1010-4-4 ,轴承,轴承 BB 处转角不超过处转角不超过 1010-3-3 弧弧度。试校核该主轴的刚度。度。试校核该主轴的刚度。

EI

lPB 16

22

2

EI

alPay BC 16

22

22

EI

alPB 3

11

)(3

21

1 laEI

aPyC

PP22 PP11AA BB

CC

L/2L/2 L/2L/2 aa

PP22AA BB

yy11

yy22

PP11

AABB

CC

Page 27: 第 11 章      弯曲变形

EI

alP

EI

alaP

yyy CCC

163

22

21

21

)(

EI

lP

EI

laPBB 163

221

21

6102.6 Cy

5103.4

54 100.410][ lyC

310][ B

<<<< 满足刚度条件满足刚度条件

4644 1088.164

mdDI )(

PP22 PP11AA BB

CC

L/2L/2 L/2L/2 aa

PP22AA BB

yy11

yy22

PP11

AABB

CC

Page 28: 第 11 章      弯曲变形

22 、提高梁刚度的措施、提高梁刚度的措施

注:梁的变形不仅与荷载、支承有关,注:梁的变形不仅与荷载、支承有关,而且与材料、跨度等也有关。而且与材料、跨度等也有关。

(( 11 ) 提高梁的抗弯刚度 ) 提高梁的抗弯刚度 EIEI

对弹性模量来说,即使采用高强合金钢也对弹性模量来说,即使采用高强合金钢也只是增加了许用应力,但 只是增加了许用应力,但 E E 值比较接近,(提值比较接近,(提高梁的抗弯强度的措施)。要增加梁的抗弯刚高梁的抗弯强度的措施)。要增加梁的抗弯刚度还是需要考虑横截面的惯性矩。度还是需要考虑横截面的惯性矩。

EI

ly

n

系数荷载

Page 29: 第 11 章      弯曲变形

梁的变形与横截面的惯性矩成反比,增加梁的变形与横截面的惯性矩成反比,增加惯性矩可以提高梁的抗弯刚度。(与提高梁的惯性矩可以提高梁的抗弯刚度。(与提高梁的抗弯强度的办法相类似)抗弯强度的办法相类似)

为提高梁的强度可以将梁的局部截面为提高梁的强度可以将梁的局部截面惯性矩增加,即采用变截面梁。但对提高惯性矩增加,即采用变截面梁。但对提高梁的刚度收效不大。梁的刚度收效不大。 梁的最大正应力只与最大弯矩所在截面梁的最大正应力只与最大弯矩所在截面有关,而梁在任意指定截面处的位移则与全有关,而梁在任意指定截面处的位移则与全梁的变形有关。要提高梁的刚度,必须使全梁的变形有关。要提高梁的刚度,必须使全梁的变形减小,因此应增大全梁或大部分梁梁的变形减小,因此应增大全梁或大部分梁的截面惯性矩的截面惯性矩

Page 30: 第 11 章      弯曲变形

(( 22 )调整跨度)调整跨度

q

提高抗弯刚度方法:提高抗弯刚度方法:

* * 调整支承—外伸梁调整支承—外伸梁

* * 增加支承—超静定增加支承—超静定

Page 31: 第 11 章      弯曲变形

挠 度挠 度转 角转 角

EI

Ply

3

3

max EI

Pl

2

2

max

EI

Mly

2

2

max EI

Mlmax

EI

ql

6

3

max EI

qly

8

4

max

EI

Ml

EI

Ml

63、

ZEI

Pl

16

2

max ZEI

Ply

48

3

max

ZEI

ql

24

3

max ZEI

qly

384

5 4

max

Page 32: 第 11 章      弯曲变形

超静定梁:可减小变形,降低梁内最大弯矩。超静定梁:可减小变形,降低梁内最大弯矩。第五节 简单超静定梁第五节 简单超静定梁

q

l lA BC

例题例题 88 :试求:图示梁的约束反力:试求:图示梁的约束反力 EI EI 为已知。为已知。

解:解:

(( 11 )选取静定基:)选取静定基: 去掉荷载去掉荷载及多余约束使原超及多余约束使原超静定结构变为静定静定结构变为静定的的基本系统基本系统—静定—静定基。基。

(静定基)

Page 33: 第 11 章      弯曲变形

(( 22 )得相当系统)得相当系统

q

CR

将荷载及代替支坐将荷载及代替支坐的多余约束反力重新作的多余约束反力重新作用在静定基上而得到的用在静定基上而得到的系统—相当系统系统—相当系统

(( 33 )列变形协调方程)列变形协调方程 将相当系统将相当系统的变形与原系统的变形的变形与原系统的变形相比较,列变形协调方相比较,列变形协调方程。程。

(相当系统)

(静定基)

变形协调方程变形协调方程

q

CR

0 )()( CRcqc yy

Page 34: 第 11 章      弯曲变形

q

CR

q

CR

(相当系统)

(静定基) (( 44 )列补充方程)列补充方程列出力与变形间物理方程列出力与变形间物理方程

补充方程补充方程

(( 55 )列静平衡方程)列静平衡方程

变形协调方程变形协调方程0 )()( CRcqc yy

EI

lR

EI

lRy CC

RC C 648

2 33

)(

)(

EI

ql

EI

lqy qC 24

5

384

)2(5 44

)(

0624

5 34

EI

lR

EI

ql C

qlRC 4

5

qlRR BA 8

3

Page 35: 第 11 章      弯曲变形

例题例题 99 :已知:荷载:已知:荷载 qq ,,梁梁 ABAB 的抗弯刚度为的抗弯刚度为 EIEI 、、杆杆 BCBC 的抗拉压刚度为的抗拉压刚度为 EAEA 。。试求:试求: BC BC 杆内力杆内力

解:解:(( 11 )选取静定基)选取静定基(( 22 )得相当系统)得相当系统

(( 33 )将相当系统变形与)将相当系统变形与原系统比较,得变形协调方程:原系统比较,得变形协调方程:

BB//

BBAA

CC

LL

L/2L/2qq

RRBB

qqBCB Ly

EI

lR

EI

qlyyy B

RqB B 38

34

EA

lR

LB

BC

)2

(

Page 36: 第 11 章      弯曲变形

BB//

BBAA

CC

LL

L/2L/2qq

RRBB

qq

BCB Ly

EA

lR

EI

lR

EI

ql BB

)2

(

38

34

)32(4

32

3

IAl

AqlRB

Page 37: 第 11 章      弯曲变形

例题例题 1010 :悬臂梁受力如图。试用叠加法计算:悬臂梁受力如图。试用叠加法计算 yymaxmax

解:采用逐段刚化法解:采用逐段刚化法 首先将首先将 ABAB 段视为段视为刚体,研究刚体,研究 BCBC 段变形:段变形:

再将再将 BCBC 段视为段视为刚体,通过外力平刚体,通过外力平移,研究移,研究 ABAB 段变形:段变形:

AA BB CCqq

L/2L/2L/2L/2

qq

yy11

AA BBCC

qlql22/8/8ql/2ql/2

yy22= y= ypp + y + yMM

yy33=(=(PP + + MM)L/2)L/2

EI

ql

EI

lq

y1288

)2

( 44

1

Page 38: 第 11 章      弯曲变形

AA BB CCqq

L/2L/2L/2L/2

qq

yy11

AA BBCC

qlql22/8/8ql/2ql/2

yy22= y= ypp + y + yMM

yy33=(=(PP + + MM)L/2)L/2

EI

ql

EI

lq

y1288

)2

( 44

1

EI

lql

EI

lql

yyy MP 2

)2

(8

3

)2

(2

22

3

2

2)

)2

(8

2

)2

(2(

2)(

22

3

l

EI

lql

EI

lql

ly MP

EI

qly

384

41 4

Page 39: 第 11 章      弯曲变形

AA BB CCqq

L/2L/2L/2L/2

AABB

CCqq

L/2L/2L/2L/2

AA BB CCqq

L/2L/2L/2L/2

Page 40: 第 11 章      弯曲变形

叠加法应用于弹性支承与简单刚架 用叠加法求 AB 梁上 E 处的挠度 wE

wE 1

wE 2

wB=?

wE = wE 1+ wE 2= wE 1+ wB/ 2

Page 41: 第 11 章      弯曲变形

wB= wB1+ wB2+ wB3

Page 42: 第 11 章      弯曲变形

叠加法斜弯曲梁的位移

= ??

y

z

F

F

P

Ptan y

z

F

F

P

Ptan

y

z

w

wtan

y

z

w

wtan

Page 43: 第 11 章      弯曲变形

习题习题 11 :已知::已知: P P 、、 aa 、、 EI EI 。。试求(试求( 11 )) CC 截面的挠度,截面的挠度,(( 22 )若)若 a=3ma=3m ,,梁的梁的 [[]=160]=160MPaMPa ,,矩形截面为:矩形截面为:5050120120mmmm 。。求:求: [[P]=P]= ?? 解:一次超静定解:一次超静定

选取静定基选取静定基 得相当系统得相当系统得变形协调方程:得变形协调方程:

补充方程补充方程

荷载叠加:求荷载叠加:求 BB 点挠度点挠度

AA BB CC

PP

22aa aa

AABB

CCRRBB

PP

BB CCPP

AACCBB

PaPaPP

RRBB

0By

03

)2(

2

)2)((

3

)2(

3

23

EI

aR

EI

aPa

EI

aP

B

PRB 4

7

Page 44: 第 11 章      弯曲变形

强度条件:强度条件:

梁上荷载已全部已知,下面求梁上荷载已全部已知,下面求 CC 截面的挠度截面的挠度

(( 22 )求许可荷载)求许可荷载

AA BB CC

PP

22aa aa

AACCBB

PaPaPP

RRBB

EI

Pa

EI

aR

aEI

aR

EI

aPy

B

Bc

6

5

3

)2(

2

)2(

3

)3(

33

23

PaPaMM --

++

PaM max

6

2

maxmax 10160

61

bh

Pa

W

M

Z

KNP 4.6

Page 45: 第 11 章      弯曲变形

习题习题 22 :已知::已知: EIEI 为常数,受力如图所示。为常数,受力如图所示。试求:梁的支反力,并画试求:梁的支反力,并画 QQ 、、 MM 图。图。

解:二次超静定解:二次超静定选取静定基选取静定基 得相当系统得相当系统

得变形协调方程:得变形协调方程:

5129 2max qaM

AA BB CCaa aa

qq

AA BB CC

RRBB

RRBB//

qq

1313qa/16qa/16

33qa/16qa/165qa5qa22/16/16 3qa3qa22/16/16

++ --

-- --++

右左 BB yy

EI

aR

EI

qay B

B 38

34

EI

aRy B

B 3

3

右16

3qaRB

16

3

16

13 qaR

qaR CA ,

Page 46: 第 11 章      弯曲变形

习题习题 33 :图示结构,悬臂梁:图示结构,悬臂梁 ABAB 和简支梁和简支梁 GDGD均由均由 NN001818 工字钢工字钢制成,制成, BCBC 为圆截面钢杆,直径为圆截面钢杆,直径 d=20mmd=20mm ,,梁和杆的弹性梁和杆的弹性模量均为:模量均为: E=200GPaE=200GPa ,,若若 P=30KNP=30KN 。。试求(试求( 11 )梁和杆内)梁和杆内max max ,(,( 22 ))横截面横截面 CC 的垂直位移。的垂直位移。

解:一次超静定解:一次超静定得相当系统得相当系统

得变形协调方程:得变形协调方程:选取静定基选取静定基

由于很小,为方便计算可略去由于很小,为方便计算可略去

AA BB

GG CC DDPP

22mm22mm

AA BBRRBBRRBB

//

PPGG CC DD

BCBC Lyy

EI

R

EI

RPy BB

C 3

2

48

4)( 33

Page 47: 第 11 章      弯曲变形

33

450

10185

1066.118

mmW

mIN

Z

Z

EI

R

EI

RPy BB

C 3

2

48

4)( 33

KNRB 10

mmEI

RPy B

C 03.848

4)( 3

AA BB

GG CC DDPP

22mm22mm

AA BBRRBBRRBB

//

PPGG CC DD

mKNMGDAB .20max 梁:、

MPaW

M

Z

108maxmax

MPaA

N8.31max 杆:

Page 48: 第 11 章      弯曲变形

习题习题 44 :两悬臂梁间有一滚柱以实现弹性加固,受力情况:两悬臂梁间有一滚柱以实现弹性加固,受力情况如图。如图。 ABAB 梁抗弯刚度为梁抗弯刚度为 EIEI ,, DCDC 梁抗弯刚度为梁抗弯刚度为 22EIEI 。。试求:经过滚柱所传递的压力。试求:经过滚柱所传递的压力。

得相当系统得相当系统得变形协调方程:得变形协调方程:

选取静定基选取静定基解:一次超静定解:一次超静定

AABB

DD CCL/2L/2 L/2L/2

PP

PPPP

PL/2PL/2RRCC

RRCC

)()( DCCABC yy

)2(3

)2

(

2

)2

(2

3

)2

)(( 323

EI

lR

EI

LPl

EI

lRP CC

PRC 3

5

Page 49: 第 11 章      弯曲变形

习题习题 55 :悬臂梁受力如图。已知::悬臂梁受力如图。已知:MM 、、 EIEI 、、 LL 为为常数。求:使常数。求:使 CC=0=0 时,时, P=P= ??,并求此时的,并求此时的 yyCC解:解:

AACC

MMPP

L/2L/2 L/2L/2EI

lP

EI

Ml

2

)2

( 2

l

MP

8

EI

Ml

EI

Ml

EI

lPl

EI

lP

yc 323

)2

(

22

)2

( 2232

Page 50: 第 11 章      弯曲变形

习题习题 66 :试用叠加法计算刚架由于弯曲在:试用叠加法计算刚架由于弯曲在 AA 截面截面 引起的垂直位移及水平位移引起的垂直位移及水平位移

xx

yy

PP

AAaa

bb

EIEI11

EIEI22

AA

PP

yy11

PPMM

AA

yy22xx

1

3

1 3EI

Pay

22

)(

EI

abPay

2

2

2

)(

EI

bPax

)3

(21

2

21 I

b

I

a

E

Payyy

Page 51: 第 11 章      弯曲变形

梁的连续光滑挠曲线梁的连续光滑挠曲线

由由 MM 的方向确定轴线的凹凸性的方向确定轴线的凹凸性 ;;

由约束性质及连续光滑性确定挠曲线 由约束性质及连续光滑性确定挠曲线 的大致形状及位置。的大致形状及位置。

Page 52: 第 11 章      弯曲变形

梁的连续光滑挠曲线 梁的连续光滑挠曲线 (1)(1)

Page 53: 第 11 章      弯曲变形

梁的连续光滑挠曲线 梁的连续光滑挠曲线 (2)(2)

Page 54: 第 11 章      弯曲变形

梁的连续光滑挠曲线 梁的连续光滑挠曲线 (3)(3)