- 1、本文档共32页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
六超静定问题
第6章 简单的超静定问题 §6.2 拉压超静定问题 §6.3 扭转超静定问题 §6.4 简单超静定梁 §6.1 超静定问题及其解法 静定结构: 仅靠静力平衡方程就可以求出结构的约束反力或内力 F A B 2 A F 1 B a a C 西南交通大学应用力学与工程系材料力学教研室 超静定结构(静不定结构): 静力学平衡方程不能求解 超静定结构的未知力的数目多于独立的平衡方程的数目;两者的差值称为超静定的次数 B D C A 1 3 2 F a a F F C F B F A B C A A F a a F F F N2 N3 N1 y x B C A D 习惯上把维持物体平衡并非必需的约束称为多余约束,相应的约束反力称为多余未知力。 超静定的次数就等于多余约束或多余未知力的数目。 NOTE:从提高结构的强度和刚度的角度来说,多余约束往往是必需的,并不是多余的 超静定的求解:根据静力学平衡条件确定结构的超静定次数,列出独立的平衡方程;然后根据几何、物理关系得出需要的补充方程;则可求解超静定问题。 补充方程:为求出超静定结构的全部未知力,除了利用平衡方程以外,还必须寻找补充方程,且使补充方程的数目等于多余未知力的数目。 根据变形几何相容条件,建立变形几何相容方程,结合物理关系(胡克定律),则可得出需要的补充方程。 补充方程的获得,体现了超静定问题的求解技巧。此处我们将以轴向拉压、扭转、弯曲的超静定问题进行说明。 1 拉压超静定问题解法 例 两端固定的等直杆 AB,在 C 处承受轴向力F如图,杆的拉压刚度为 EA,求杆的支反力. 解:一次超静定问题 F B A F A B a b l F C (1)力:由节点 A 的平衡条件列出杆轴线方向的平衡方程 (2)变形:变形协调条件(求补充方程) 可选取固定端 B 为多余约束,予以解除,在该处的施加对应的约束反力FB,得到一个作用有原荷载和多余未知力的静定结构 --称为原超静定结构的基本静定系或相当系统 注意原超静定结构的 B 端约束情况,相当系统要保持和原结构相等,则相当系统在 B 点的位移为零。 即得变形协调条件 B F F B C A 在相当系统中求 B 点的位移,按叠加原理,可得 (3) 胡克定理(物理关系) (4)得出补充方程 得 FB为正,表明其方向与图中所设一致. x F B C A D BF x F B B A D BB 例 设l,2,3杆用铰连接如图,1、2两杆的长度、横截面面积和材料均相同,即l1=l2=l,A1=A2 =A , E1= E2=E;3杆长度为l3 ,横截面面积为A3,弹性模量为E3 。试求各杆的轴力 解:一次超静定问题 (1)力:由节点A的平衡条件列出平衡方程 B D C A 1 3 2 F A F a a F F F N2 N3 N1 y x (2)变形:变形协调条件(求补充方程) (3)胡克定理 a a D l D l 3 1 B 1 a a 3 2 D C A A (4)得出补充方程 联立平衡方程、补充方程,求解得 在超静定杆系中,各杆轴力的大小和该杆的刚度与其它杆的刚度的比值有关 增大或减少1、2两杆的刚度,则它们的轴力也将随之增大或减少;杆系中任一杆的刚度的改变都将引起杆系各轴力的重新分配。这些特点在静定杆系中是不存在的。 归纳起来,求解超静定问题的步骤是: (1).根据分离体的平衡条件,建立独立的平衡方程; (2).建立变形协调条件,求补充方程 (3).利用胡克定律,得到补充方程; (4). 联立求解 例 一平行杆系,三杆的横截面面积、长度和弹性模量均分别相同,用A、l、E 表示。设AC为一刚性横梁,试求在荷载F 作用下各杆的轴力 解: (1)受力分析--平衡方程 1 2 3 l a a a 2 B C A D F F D A B C F N1 N2 F N3 F (2) 变形分析—协调条件(求补充方程) (3) 胡克定理 (4)联立求解得 A B B C D D l 1 D l 2 C D l 3 得出补充方程 2 装配应力 · 温度应力 (1) 装配应力 在静定问题中,只会使结构的几何形状略有改变,不会在杆中产生附加的内力.如1杆较设计尺寸过长,仅是A点的移动。 在超静定问题中,由于有了多余约束,就将产生附加的内力. 附加的内力称为装配内力,与之相应的应力则称为装配应力,装配应力是杆在荷载作用以前已经具有的应力,也称为初应力。 3 D B C A a A A 1 a 2 D e 例 两铸件用两钢杆1、2连接如图,其间距为 l=200mm。现需将制造得过长?e=0.11m
文档评论(0)