杆件的内力分析-剪力与弯矩的微分关系
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解题指导
利用剪力图和弯矩图的微分关系可以快速画出剪力图和弯矩图。
基本步骤:
1、算出约束反力---必须验证正确
2、根据四条基本规则画出剪力图。
规则1:梁段上无载荷,剪力图保持水平直线
规则2:梁段上有集中力,剪力图突变,从左向右画时,集中力向下(上),剪力图向下(上)突变,突变的数值等于集中力的大小。
规则3:梁段上作用有向下(上)的均布载荷,剪力图线性向下(上)渐变。其变化的绝对值等于均布载荷合力的大小。
规则4:梁段上作用有逆(顺)时针的集中力偶,对剪力图不存在影响;当从左向右画弯矩图时,弯矩图发生向下(上)的突变,突变的大小等于集中力偶的数值。
3、根据剪力图和弯矩图的微分关系,首先确定各段的弯矩图的形状,是直线还是二次曲线,开口向上或向下。
注意:弯矩图上某截面的斜率等于剪力图上该截面的数值。
利用, 当知道了某一截面的弯矩值,则加上x1到x2之间的剪力图的面积(注意正负)就可以算出x2截面处的弯矩。以此类推,可以计算出各个截面上,特别是有极值截面上的弯矩,结合弯矩图的形状,就可以画出正确的弯矩图。在画图时还需要考虑前面的规则4。
原则上,画梁的剪力图和弯矩图,要从0开始,依次考虑每一个载荷,包括约束力在内,从左至右逐步计算,逐步画图,到最后归结到零。如果不能归结到零,可能存在的问题包括:约束力计算错误;面积计算错误等问题。