拉压杆件轴力图的矢量画法.pdfVIP

年 月 滁州职业技术学院学报 2015 3 Mar.2015 第十四卷第 期 1 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＣＨＵＺＨＯＵ ＶＯＣＡＴＩＯＮＡＬ ＆ ＴＥＣＨＮＩＣＡＬ ＣＯＬＬＥＧＥ Ｖｏｌ． 14 Ｎｏ．1 拉压杆件轴力图的矢量画法 杨思国 谭志银， （滁州职业技术学院机电系，安徽 滁州 239000 ） 摘 要 ： 对截面法绘制拉压杆件轴力图的《工程力学》知识，进行了整理与分析，提出了一种计算少、效率高 的矢量画法，解决了截面法绘制拉压杆轴力图时，计算量大、绘图效率低的问题，为高职高专类学校关于《工程力 学》课程改革，提供了一定的参考思路。 关键词 ： 轴力图；矢量画法；截面法；《工程力学》；课程改革 中图分类号 ： 文献标识码 ： 文章编 号 ： （ ） G712 Ａ 1671 5993 2014 03 0005 04 引言 （一）计算量大。需根据外力作用点个数，将构件 高职高专类的培养目标侧重于培养技术应用能 分段，逐段列平衡方程，才能求解出每段内力。外力数 力，而学生的分析计算能力通常较弱，一般很难达到 量越多，平衡方程数量也越多，计算量就越大，计算效 推导和应用《工程力学》一系列公式的要求。这一矛 率就越低下。 盾，造成了高职高专相关专业开设的《工程力学》课 （二）判断内力的实际正负号较为麻烦。判断每 程，普遍难教、难学。而“简化计算分析过程，则重于 段截面内力的正负号方法，一般为先假设该段内力为 解决典型实际工程问题”的教学思路，有利于缓解这 正，再由所列的平衡方程求解出的内力的正负号，判 一矛盾。本文将遵循这一思路，对“拉压与压缩”章节 断出内力的实际正负号。同样，当外力数量越多时，内 中关于绘制拉压杆件轴力图方法，重新进行整理与分 力的方向需要判断的次数也就越多。 析，以研究出了计算少、效率高的方法，本文称之为 二 、矢量画法 “矢量画法”。 本文提出的矢量画法方法，其基本原理为： 轴力图是描述拉压杆件的各横截面所受轴力大 （一）拉压杆的轴力图，由各段跳跃矢量和保持 小和方向的图线，是计算拉压杆件应力，判断杆件强 矢量构成； 度的依据。本文首先总结其一般画法，在此基础上提 （二）在外力作用的截面，轴力变化图线表现为 出另一种快速画法，并结合实例详细介绍该画法的具 跳跃矢量；在其余各段截面，其轴力图线表现为保持 体绘制轴力图的过程。 矢量； 一 、截面法的优缺点 （三）跳跃矢量、保持矢量与位置坐标轴构成的 现有教材大多采用截面法，即分别列式依次计算 区域封闭。 出各段截面轴力，然后根据各段内力的大小和方向， 其中，跳跃矢量的具体画法为：跳跃矢量的起点， 再进行轴力图的绘制。 为上段保持矢量的终点。跳跃矢量方向，需要根据外 截面法虽具有很强的理论依据，适用范围广。但 力方向与位置坐标轴正方向是否一致判断，当外力方 截面法求各截面内力时，有以下缺点： 向与位置坐标轴正方向