《结构力学复习题》课件.ppt

***********1.1静定结构平衡状态结构体受外力作用后，保持静止状态，内部力可由平衡方程确定。结构类型常见静定结构包括：简支梁、悬臂梁、桁架等。平衡方程包括力平衡方程和力矩平衡方程，用于求解未知力。1.2超静定结构定义超静定结构是指结构中约束条件多于刚体自由度，无法用静力平衡方程直接求解的结构。特点超静定结构具有较高的刚度和承载能力，能够承受更大的荷载，但分析方法更为复杂。求解方法通常采用力法、位移法等方法进行分析，需要考虑结构的变形和材料特性。1.3荷载与作用11.集中荷载集中荷载是指作用在结构上的一个点上的力，例如一个人的重量作用在桥梁上。22.均布荷载均布荷载是指作用在结构上的一个区域上的力，例如雪的重量作用在屋顶上。33.分布荷载分布荷载是指作用在结构上的一个区域上的力，其大小随位置变化，例如汽车的重量作用在桥梁上。44.温度荷载温度荷载是指由于温度变化引起的结构应力，例如桥梁在夏季和冬季的温度变化。2.轴向力作用下的梁11.轴向拉伸轴向拉力导致梁横截面面积增大，长度增加，产生拉伸应力。22.轴向压缩轴向压力导致梁横截面面积减小，长度减小，产生压缩应力。33.应力计算轴向力作用下的应力由轴向力除以横截面面积得到。44.应变计算轴向力作用下的应变由长度变化量除以原始长度得到。2.1受拉与受压受拉轴向力作用在构件上，使构件伸长，内部产生拉应力。受压轴向力作用在构件上，使构件缩短，内部产生压应力。2.2应力与变形应力概念应力是指物体内部单位面积上所受的内力。它是衡量物体受力程度的一个重要指标。变形概念变形是指物体在受力作用下，其形状和尺寸发生变化。关系应力与变形之间存在着密切的联系，应力是引起变形的根本原因，变形是应力的表现形式。材料性质材料的弹性模量、泊松比等力学性质会影响应力和变形的具体关系。2.3应力状态分析平面应力状态平面应力状态是指物体内部只存在两个方向的应力，例如薄壁板或薄壳结构。平面应力状态可以用应力圆来表示，方便直观地分析应力状态。空间应力状态空间应力状态是指物体内部存在三个方向的应力，例如三维物体。空间应力状态分析较为复杂，通常需要借助数值方法进行计算和分析。3.弯矩作用下的梁弯曲应力弯矩作用下梁的横截面上会产生正应力，其大小与弯矩和截面形状有关。剪应力分布弯矩作用下梁的横截面上还会产生剪应力，其大小和分布与弯矩和截面形状有关。正应力与剪应力弯矩作用下梁的横截面上会同时存在正应力和剪应力，它们共同决定了梁的强度和刚度。3.1弯曲应力弯曲应力的概念弯曲应力是由于弯矩作用在梁上而产生的内力，它反映了梁内部材料的抵抗弯曲变形的能力。弯曲应力的分布弯曲应力在梁的横截面上呈线性分布，最大值出现在梁的上下表面，而中性轴上的弯曲应力为零。弯曲应力公式弯曲应力可以通过弯矩、截面惯性矩和截面高度来计算，公式为：σ=M/I*y。3.2剪应力分布剪应力概念剪应力是指作用在物体表面上，并与表面平行的一种力，导致物体变形。梁上的剪应力在梁的横截面上，剪应力主要集中在靠近梁的中心位置。分布规律剪应力在横截面的分布并非均匀，而是呈现出一定的规律。3.3正应力与剪应力11.正应力弯曲梁中，横截面上的正应力由弯矩引起，呈线性分布，最大值位于上下边缘。22.剪应力弯曲梁中，横截面上的剪应力由剪力引起，呈抛物线分布，最大值位于中性轴。33.关系正应力和剪应力共同作用于弯曲梁的横截面，共同决定梁的承载能力。44.影响因素材料特性、横截面形状和尺寸、荷载大小和位置都会影响正应力和剪应力的分布。4.变形计算结构变形结构在荷载作用下发生的几何形状变化称为结构变形。变形是结构力学研究的重要内容之一。变形类型线形变形角形变形变形计算方法结构变形的计算方法主要有：位移法、力法、矩阵法等，这些方法可以有效地确定结构在各种荷载作用下的变形情况。4.1应变能法应变能原理该方法基于应变能的概念，将结构变形时的能量与外力做功联系起来。利用应变能原理，可以计算结构的位移和内力。应用范围应变能法适用于求解静定结构和超静定结构的位移。适用于求解结构的弯曲变形和扭转变形。4.2虚功原理虚功原理概述虚功原理是结构力学中重要的能量方法之一，可用于求解结构的位移和内力。计算方法该原理基于结构的平衡条件，通过虚功的平衡关系来求解结构的响应。应用范围虚功原理应用广泛，可用于求解各种结构的位移、内力、稳定性等问题。4.3位移分析位移计算方法位移分析是结构力学的重要组成