Ch2杆件的内力分析课件.ppt

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1、第二章构件的内力分析(上)2007年1月2009年2月修订主讲教师:楼力律第二章杆件的内力分析本章主要内容内力和截面法（上）直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图（上）直杆扭转时的内力及内力图（上）梁弯曲时的内力及内力图（下）复杂情况下的内力及内力图（下）PARTA内力和截面法PARTA内力和截面法杆件因为受到外力的作用而发生变形，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的杆件内部各部分之间的相互作用力的改变量，称为附加内力，简称内力。内力的大小随外力的改变而变化，它的大小及其在杆件内部的分布方式与杆件的强度、刚度和

2、稳定性密切相关PARTA内力和截面法内力如何来分类和确定呢？用一个虚拟的截面将平衡构件截开，分析被截开的构件截面上的受力情况，这样的方法称为截面法。假想截面PARTA内力和截面法PARTA内力和截面法分布内力如何将分布内力简化？PARTA内力和截面法1、在截面上选择力系简化中心，建立坐标系。2、将力系简化为主矢FR和主矩MO。3、将主矢和主矩沿坐标轴进行分解。PARTA内力和截面法PARTA内力和截面法六个内力分量产生的效果可归纳为四种基本变形方式的原因1、轴力axialforce;normalforceFN~Fx沿杆件轴线方向内力分量，

3、产生轴向（伸长，缩短）2、剪力shearingforceFQ~Fy,Fz使杆件产生剪切变形3、扭矩torqueMx力偶，使杆件产生绕轴线转动的扭转变形4、弯矩bendingmomentMy,Mz力偶，使杆件产生弯曲变形PARTA内力和截面法截面法的归纳:1、用假想的截面将构件截开；2、任取截下的一部分作为自由体(FreeBody);3、对截下的自由体作受力分析，并使用理论力学静力学平衡的原理求出截面上的内力。PARTA内力和截面法例题2-1如图所示，求l1处杆件截面的各个内力分量PARTA内力和截面法[解]1、对构件AB进行受力分析并求出

4、约束反力。易知：PARTA内力和截面法2、在l1处作虚拟截面，取左侧进行受力分析，在截面处标出六个内力分量，如下图所示。3、列静力平衡方程，求内力分量PARTA内力和截面法通过上述例题，可以看出截面法的步骤，归纳如下切一刀；取一半；加内力；列平衡。工程实际中并不是所有的杆件都有内力分量，而是对应基本变形，其内力分量有一个、两个或者多个。PARTB轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图工程中经常遇到承受轴向拉伸或压缩的直杆，例如：一些机器和结构中所用的各种紧固螺栓，在紧固时，要对螺栓施加预紧力，螺栓承

5、受轴向拉力，将发生伸长变形。PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图工程中经常遇到承受轴向拉伸或压缩的直杆，例如：由汽缸、活塞、连杆所组成的机构中，不仅连接汽缸缸体和汽缸盖的螺栓承受轴向拉力，带动活塞运动的连杆由于两端都是铰链约束，因而也是承受轴向载荷的杆件。PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图工程中经常遇到承受轴向拉伸或压缩的直杆，例如：PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图这些杆件所受的外力特征可以描述为：作用在杆上的外力的合力作用线与杆的轴线重合轴向拉伸？轴向拉伸与弯曲变形PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内

6、力及内力图如何确定轴向拉伸（压缩）的内力和内力图？截面法qqFNFNPARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图FN~轴向力，简称轴力FN~拉压杆件截面上分布内力系的合力，作用线与杆件的轴线重合，单位:ＮkNPARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图FN~轴向力正负号规定及其他注意点1、同一位置处左右侧截面上的内力分量必须具有相同的正负号2、轴力以拉（效果）为正，压（效果）为负符号为正符号为负3、如果杆件受到外力多于两个，则杆件的不同部分上的横截面有不同的轴力PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图例题2-2试求直杆在外力作用

7、下I-III-IIIII-III截面的轴力PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图[解]取I-I截面左侧为自由体，进行受力分析，轴力预先设为正（拉）：列平衡方程求FN1FN1=－5kN表明该轴力方向与预设方向相反，其效果为压PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图同法求II截面上的内力列平衡方程求FN2若取截面的右侧则:注意:同一位置处左右侧截面上的内力分量必须具有相同的正负号PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图同法求III截面上的内力,可取右侧计算较为简单。将内力沿杆件轴线方向变化的规律用曲线表示–内力图将轴力沿杆

8、件轴线方向变化的规律用曲线表示–轴力图PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图PARTB直杆轴向拉伸（压缩）时的内力及内力图课堂练习（时间3分钟）试画出下列直杆的轴力图PARTB直杆轴向