工程力学教学课件作者宋小壮主编第三章第一节.pptVIP

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2017-05-18 发布于广东
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第三章静定结构的内力分析第一节内力计算基础第二节轴向拉（压）杆的内力第三节圆轴扭转的内力第四节单跨静定梁的内力第五节静定多跨梁和刚架的内力分析第六节平面静定桁架的内力分析下一页上一页返回目录第三章物体平衡时的内力第二章中已经研究了结构在荷载作用下的平衡问题，那时都是假设结构不变形的，然而，实际上任何结构都是可变形固体组成的。它们在荷载作用下将产生变形，因而内部将由于变形而产生附加的内力。本章就是要在了解结构的基本变形的基础上，集中研究静定结构的内力。返回首页下一页上一页第一节内力计算基础一、变形固体的基本假设 1．连续性假设即认为组成固体的物质毫无间隙地充满物体的几何容积。 2．均匀性假设即认为固体各部分的力学性能是完全相同的。 3．各向同性假设即认为固体沿各个方向的力学性能都是相同的。制造构件所用的固体材料是多种多样的，其具体组成和微观结构则更是非常复杂。为了便于对材料承载能力的理论分析，根据工程材料的主要性质对变形固体作如下基本假设：返回首页下一页上一页二、内力三、杆件的基本变形一、变形固体的基本假设实际上，一般的固体内部均存在不问程度的空隙，但这种空隙的大小与构件尺寸相比是极其微小的，可以略去不计。从微观上看，材料的各处，各方向的性能是有差异的，但因构件或构件的任—部分中都包含极多的晶粒，且又杂乱无章地排列，变形固体的性质是这些晶粒性质总体的体现。这样，在以构件为对象的研究问题中，可以认为固体材料的力学性能是连续均匀、各向同性的。实验结果表明，根据这些假设得到的理论，基本符合工程实际。返回下一页上一页返回首页二、内力 1．内力的概念变形体因受到外力的作用而变形，其内部各部分之间的相互作用力也发生改变。这种由于外力作用，而引起构件内部任意两部分之间改变的相互作用力，称为内力。由于变形前变形体为了保持其固有的形态，已有相互凝聚的内力存在，故这里讲的由变形引起的内力是一种附加内力，简称内力。对内力进行分析是解决构件失效问题的基础。返回下一页上一页返回首页 2．截面法内力是不能直接观察的，只有将构件用假想截面截开，将内力显露出来，再应用平衡原理，方可确定内力。这种方法称为截面法。因此，应用截面法的过程包括： (1)沿所要求内力的截面处，用假想将构件截开。 (2)任取其中的一部分作为研究对象，在截开的截面上，用内力代替构件另一部分对这一部分的作用。 (3)因为构件是平衡的，构件的任何一个局部也必然是平衡的。所以，作用在研究对象上的外力和内力组成平衡力系，应用平衡方程，求出未知内力。返回下一页上一页返回首页三、杆件的基本变形当外力以不同方式作用于杆件时，杆件将产生不同形式的变形，杆件变形的基本形式共有四种，轴向拉伸或压缩、剪切、扭转和弯曲。实际杆件的变形是多种多样的，有时可能只是某一种基本变形，有时也可能是两种或两种以上基本变形形式的组合，称为组合变形。返回下一页上一页返回首页（1）轴向拉伸或轴向压缩在一对大小相等、方向相反、作用线与杆轴线重合的外力作用下，使杆件发生长度的改变(伸长或缩短)。 FP FP 轴向拉伸 FP FP 轴向压缩返回下一页上一页返回首页（1）轴向拉伸或轴向压缩在一对大小相等、方向相反、作用线与杆轴线重合的外力作用下，使杆件发生长度的改变(伸长或缩短)。轴向拉伸轴向压缩返回下一页上一页返回首页 C FAC FCA FBC FCB 轴向拉压（拉伸）轴向拉压（压缩）返回下一页上一页返回首页（2）剪切在一对大小相等、方向相反、作用线相距很近的横向力作用下，杆件的横截面将沿力作用线方向发生错动。返回下一页上一页返回首页剪切变形返回下一页上一页返回首页剪切变形返回下一页上一页返回首页（3）扭转在一对转向相反、位于垂直杆轴线的两平面内的力偶作用下，杆任意两横截面发生相对转动。 F F 返回下一页上一页返回首页铸铁圆轴扭转低碳钢圆轴扭转圆轴扭转圆筒扭转返回下一页上一页返回首页圆轴扭转返回下一页上一页返回首页（4）弯曲在一对大小相等、转向相反，位于杆

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