习题4弯曲内力与5弯曲应力
答案: B
A
0.89kN
1kN m
C
D
E F
2kN
B
1.11kN
1.5m
1.5m
1.5m
3. 梁受力如图,剪力图和 弯距图正确的是( )。
P
P P
a
Pa
2a
a
(A)
P
Q Q Q
Pa Pa Pa Pa
M M M M
(B)
P
P
(C)
P
P P
Pa Pa
P
P
(D)
3 3
mB
2.列方程作图(a)所示梁的剪力图与弯距图
P
m Pa
mB 3Pa
A x
x
2a
C
B
2a
x
YB P
(a)
解:如图(a)建x轴,列方程作Q、M图的步骤如下: 1)求支承约束力 用整梁平衡条件求得YB P、mB 3Pa(图( a))。 2)列Q x 、M x 方程 AC段Q x P (0<x 2a) M x Px (0 x<2a) CB段Q x P (2a x<4a) M x PxPa (2a<x<4a)
2
0
A
a
(c )
2 O 2
M2
Q2
mO ( F ) M 2 qa a 2qa 2 0
对Q2的说明同1 );M 2为正值,说明它实际转向与所设 相同,即逆时针,按弯距+、-号规定也应为正值。
3)求3-3截面上Q3、M 3 方法同上,由图(d)有
1 q0 l 6
C
l/ 3
1 q0 l 3
Q
b
M图(图(c))M A 0,M B 0,M x 为三曲线, 由dQ/dx Q x 可知,M x 的斜率开始为正值,越来越 小,经0(C面)变成负的,绝对值越来越大,它使M曲 线形成“上凸”(在规定M 坐标下)的三次曲线。在C 面(x l / 3)弯距取极值 1 l 1 q0 l 1 2 M 极 q0l q l 0 6 3 6 l 3 9 3 1 1 ) Q max = q0l,(x l); M max q0l 2 (x l / 3)。 6 9 3
(a)
a
解:现用设正法 1)求1-1截面上Q1、M 1 用截面1 1截取梁左段为研究对象。如图(b)所示,设 截面上作用有正向Q1、M 1,O为截面形心。由静力平衡条件
Y qa Q
1
0
A
q
YA
Q1 qa mO ( F ) M 1 qa a 0 M 1 qa 2
)给定分段面(控制面)上Q、M 值并连线作图 根据AC、CB段Q x P,知Q图为一水平线(图(b))。 AC段M x Px,M A M O 0,M C左 M 2a 2 Pa 弯距图为一斜直线(斜率为 P)。CB段M x PxPa, M C右 M 2a Pa,M B左 3Pa,弯距图为一斜直线(斜 率也为-P),得M图如图(c)。
h/4
h
答案:
7 M 8
M
h/4
b
4.图示横截面为等腰梯形的纯弯梁受弯距M 作用,已知 B 3b、h 2b则最大弯曲拉应力与最大弯曲压应力之比 ( max)( t / max) c为(
5 答案: 7
)。
M
b h
B
二、选择题
1.图示梁CB段的剪力、弯距方程为Q (x)=-3m / 2a, 3mx M (x)= m,其相应的适用区间分别为( )。 2a
Q
Pa
答案: D
4.纯弯梁的横截面形状、尺寸如图(a)、(b)、(c)所示。 h 它们都是在2b 2h的矩形内对称于y轴挖空一个面积为b 的 2 小矩形。在相同弯距作用下,它们最大弯曲正应力大小的排 序是( )。 (A)(a)>(b)>(c) (C)(a)<(b)<(c) y b (B)(b)>(a)>(c) (D)(b)<(a)<(c) y y b b
(a)
m Pa
2P
A
C
B
a
2P
a
P
B
YB P
A
(b)
()
Pa
() ()
C
YA P
m Pa
P
B
(c)
A
P YA 2
Pa
P 2
()
1 Pa 2
YB
P 2
叠加
将分段面上的Q、M相应值相加,然后按相应
图上线型(现均为直线),连线即可得总Q、M图(d), 3 3 并有 Q max = P、 M max Pa。 2 2
答案:
4.平面弯曲是指梁的横截面变形前是平面, 受力变弯后仍为平面的弯曲。 ( )
答案:
四、计算题
1.梁受力如图(a)所示,求1-1,2-2,3-3面上的剪力 与弯距。其中1-1面与2-2面分别在紧靠外力偶m作用面C 的左则与右则。
qa
m 2qa2
A
1 2 3 1 2a 3
q
mB
C
2
B
YB
a
1Q1
a
O1
M1
(b ) Q1为负值,说明它实际方向向上。同时,按剪力
+、-号规定也应为负值,说明它实际转向为顺时针, 按弯距+、-号规定也应为负值。
2)求2-2截面上Q2、M 2 取截面,设正后研究对象受力如图(c)
qa
2qa 2
Y qa Q
Q2 qa M 2 qa 2
qa
2qa 2 q
A
3 3
M3 Q3
a Y qa q 2 -Q3 0 (d ) Q3 qa 3a a a mO ( F ) M 3 qa q 2qa 2 0 2 2 4 3 M 3 qa 2 8 对Q3、M 3的说明同2)。
)列Q x 、M x 方程 本题载荷为x的一次函数,Q x 、M x 分别为二次、三次 曲线方程,利用方程辅以微分关系作图较为方便。应注意 此时不能再用R代替分布载荷来写内力方程了(为什么?) q0 取x面左段为研究对象,x面上载荷集度为q x x。 l 1 1 1 1 q0 2 Q x q0l q x x q0l x x l 6 2 6 2 l 1 1 1 1 1 q0 3 M x q0l x q x x x q0lx x x l 6 2 3 6 6 l
3 Pa 2
()
1 P 2
Pa
()
3 P 2
()
(d )
5.图a所示为一T字形铸铁梁,已知受弯时抗拉许用应力
t 30MPa,抗压 c 60MPa。试校核此梁是否安全。
图示截面尺寸长度单位为mm。
9kN 4kN
y
80 20
A
C
1m 1m
B
1m
D
z0
yc z
20
C
120
弯曲内力与弯曲应力
一、填空
1)图示外伸梁受均布载荷作用,欲使MA = MB = -MC。
则要求 l / a 的比值为( );欲使MC =0,则要求比值为
( )。
q
A B
l/2
C
a
l/2
a
答案: l / a 2 2;l / a 2。
3. 图示矩形截面纯弯梁受弯距M 作用,梁发生弹性变形, 横截面上图示阴影面积上承担的弯距为( )。
(A)(a x 2a),(a x 2a) (C)(a x 2a),(a x 2a)
A
(B)(a x 2a),(a x 2a) (D)(a x 2a),(a x 2a)
m
C
B
2m
D
x
a
a
YB = 3m 2a
a
答案: C
YA =
3m 2a
2.梁受力如图所示,指kN定截面C、D、E、F上正确的 Q、M 值应为( )。 (A)QC 0.89kN,M C 0.89 1.5 1 2.335kN m (B)QD 0.89kN,M D 0.89 1.5 1 0.335kN m (C)QE 1.11kN,M E 1.111.5 1.665kN m (D)QF 1.11kN,M F 1.111.5 1.665kN m
a
C
a/2
4)取右段平衡求Q3、M 3 为此应先由整梁平衡(见图(a))求出固定端约束力 1 YB 2qa,mB qa 2。取右段,设正后(注意此时Q3、 2 q Q3 M 3的正值方向)如图(e) a M3 B Y Q q 2qa 0 3 2 a/2 Y B (e) Q3 qa a a a 1 mO ( F ) M 3 q 2qa qa 2 0 2 4 2 2 3 M 3 qa 2 8 结果与取左段相同,符合同一截面上两侧的内力为 作用反作用关系。因此4)也可作为步骤3)所得结果 正确性的校核。
2h
h 2
答案: A
h 2
h
h 2
h h
h
2b
(a)
2b
(b)
2b
(c)
三、判断题
1.在集中力作用处,梁的剪力图要发生突变,弯距图的斜率 要发生突变。
答案:
2.在Q=0处,弯距必取 M max 。 ( )