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(文档描述)几何特征的三要素,你知道吗?

更新时间:2024-04-29

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【文件说明】kEO物理好资源网(原物理ok网)

一、引言 1、结构按其几何特征分为三种类型: (1)杆式结构:由杆组成的结构。kEO物理好资源网(原物理ok网)

钢筋的几何形状的特点是其宽度远小于横截面的长度和高度。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(2)薄壁结构:由板或薄壳组成。kEO物理好资源网(原物理ok网)

片材或壳的几何形状的特点是其长度远大于其他两个方向的规格。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(3)实体结构:由块组成。kEO物理好资源网(原物理ok网)

其几何特征是三个方向的规格基本处于同一数量级。kEO物理好资源网(原物理ok网)

2、结构的正常工作必须满足硬度、刚度和稳定性的要求。kEO物理好资源网(原物理ok网)

硬度是指抵抗破坏的能力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

挠度是指抵抗变形的能力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

稳定性是指结构或预制构件保持原有的a,1Mpa=106Pa,1Gpa=109Pa。kEO物理好资源网(原物理ok网)

截面正挠度为:=N/A(6-2) 其中规定截面积,符号与轴力符号一致,即拉伸挠度为正,压缩挠度为负。kEO物理好资源网(原物理ok网)

注:由于受力点附近的挠度分布较为复杂,公式(6-2)不适用,受其影响的厚度不小于钢筋的纵向规格。kEO物理好资源网(原物理ok网)

斜截面上的正挠度如图 6-3(a) 所示为轴向拉杆。 取左侧部分(图 6-3b)。 斜截面上的挠度也是均匀的。 由平衡状态可知斜截面内力的合力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

令与横截面成角度的斜截面的面积为横向。kEO物理好资源网(原物理ok网)

2.具有平衡状态的能力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

第一章 3. 力是物体之间的相互机械作用。 这些动作改变物体的机械运动状态或导致物体变形。kEO物理好资源网(原物理ok网)

力改变物体运动状态的作用称为外作用,而使物体变形的作用称为内作用。kEO物理好资源网(原物理ok网)

力的三要素:(1)力的大小(2)力的方向(3)力的位置 4.两力平衡公理两力平衡的充分必要条件作用在同一质心上的力是: 力 它们大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。kEO物理好资源网(原物理ok网)

5、加减法平衡力系公理在任何作用于质心的力系中,加法面上的内力不是均匀分布的,因此平均挠度随取值的不同而变化。 此时,上式(6-1)的极限值即为该点的分布内力集中,称为该点的总挠度。kEO物理好资源网(原物理ok网)

是矢量,一般将挠度分解为垂直于截面的分量和与截面相切的分量。kEO物理好资源网(原物理ok网)

从图中的关系可以看出,称为正挠度,称为剪挠度。kEO物理好资源网(原物理ok网)

在国际单位制中,挠度的单位是帕斯卡,用帕(Pa)表示,1Pa=1N/m,因为帕斯卡的单位很小,kPa(千帕)、MPa(兆帕)、GPa(吉帕)工程中常用)。kEO物理好资源网(原物理ok网)

1kPa=103P。kEO物理好资源网(原物理ok网)

3、平衡力系的加减不改变原力系对质心的作用。kEO物理好资源网(原物理ok网)

6.力传递性原理的推测作用在质心上的力可以沿其作用线移动到质心内的任意一点,而不会改变力在质心上的作用。kEO物理好资源网(原物理ok网)

7.平行四边形力定律。 作用在物体同一点上的两个力可以合成为作用在该点上的合力。 其大小和方向由这两个力的矢量作为邻边所构成的平行四边形确定。 对角线来表示。kEO物理好资源网(原物理ok网)

7、推断二力、三力平衡的合流规律。 当质心在同一平面内被三个不平行的力平衡时,这三个力的作用线必会聚于一点:弯矩图为斜直线,挠度图为抛物线.kEO物理好资源网(原物理ok网)

(3)集中力于P点:弯矩图在P点有突变,突变值等于P。kEO物理好资源网(原物理ok网)

偏转图为虚线,有利于P运行的转折点。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(4) 集中于质心:使用质心时弯矩图不变。kEO物理好资源网(原物理ok网)

挠度图在质心处有突变,突变值等于集中质心。kEO物理好资源网(原物理ok网)

第六章图6-1 截面上某一点内力的分布程度称为该点的挠度。kEO物理好资源网(原物理ok网)

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假设在受力预制构件的一段截面上,以周围点为面积(图6-1a),其上的内力合力为 ,则顶部内力的平均集中度为定义为:一般情况下,节。kEO物理好资源网(原物理ok网)

4.8. 作用与反作用公理 两个物体之间的相互斥力总是同时存在,它们的大小相等,指向相反的方向,沿同一条直线分别作用于两个物体。kEO物理好资源网(原物理ok网)

第二章 9.平面相交力系:平面相交力系的结果是一个合力,合力的作用线通过力系的交点,合力等于原力系中的所有力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

向量公式可以表示为FR=F1+F2+Fn=F(2-1)10。 平面会聚力系平衡的充要几何条件是:力的六边形是自闭合的,或者力向量 向量和为零。kEO物理好资源网(原物理ok网)

第三章 11.除力F外还有不同的力矩,在估算轴的硬度时,应以轴上的最大扭矩作为估算依据,因此必须知道各截面上的力矩,以便确定最大扭矩值。kEO物理好资源网(原物理ok网)

这就需要画扭矩图来解决。kEO物理好资源网(原物理ok网)

对于集中力作用的截面,轴力图和弯矩图均发生突变,突变值等于集中力值; 对于质心作用的截面,弯矩图不发生变化,而扭矩图和挠度图均发生突变,突变值等于集中质心的质心力矩值。kEO物理好资源网(原物理ok网)

图中力图的一些规则如下: (1) q=0:弯矩图为水平直线,挠度图为斜直线。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(2) q=常数。kEO物理好资源网(原物理ok网)

5、O点的力矩定义为:力F的大小与力臂d的乘积,用适当的符号表示,用符号mo(F)表示,记为mo(F)Fh (31 ) 一般规定:力使物体绕质心逆时针旋转时,力矩为正,否则为负。kEO物理好资源网(原物理ok网)

12、力矩的性质: (1)力作用于一点的力矩,不仅与力的大小有关,还与质心的位置有关。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(2) 力对任一点的力矩不变,因为力的作用点沿其作用线相连,再次说明力是滑移矢量。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(3) 当力的大小为零或其作用线通过质心时,力矩为零。kEO物理好资源网(原物理ok网)

13、合扭定律:当外力投影为正时,反之为负; 任意截面上的剪力值等于相应截面两侧所有外力到截面质心的力矩的代数和。 若取左侧,则当外力 顺时针转动时截面质心力矩为正,否则为负; 向左取,截面质心上的外力矩逆秒时为正,否则为负; 即 (5-3) ,杆的不同截面所受的轴向力不同,在估算杆的硬度时,应以杆内的最大轴向力作为估算依据,因此轴向力必须知道每个截面上的最大轴向力值,以便于确定。kEO物理好资源网(原物理ok网)

这就需要画轴来尝试解决了。kEO物理好资源网(原物理ok网)

轴的不同切割。kEO物理好资源网(原物理ok网)

6、平面会聚力系的合力作用于平面内任一点的力矩等于所有分力作用于同一点的力矩的代数和。kEO物理好资源网(原物理ok网)

mo(FR)mo(F)(33) 上式称为组合力矩定律。kEO物理好资源网(原物理ok网)

合力矩定律建立了作用于一点的合力矩与作用于同一点的分力矩之间的关系。kEO物理好资源网(原物理ok网)

该定律也适用于具有合力的其他力系统。kEO物理好资源网(原物理ok网)

第二节 14. 在热学理论中,这样一对大小相等、方向相反、不共线的平行力称为质心,用符号(F, F)表示。kEO物理好资源网(原物理ok网)

两条力线之间的垂直距离称为质心臂 15。质心对物体的旋转效果取决于:质心力的大小、力偶的转向,以及下部受压和受拉时质心臂为正,反之亦然。kEO物理好资源网(原物理ok网)

如图5-13b所示。kEO物理好资源网(原物理ok网)

例5-4 求图5-14(a)所示支腿梁指定截面的弯矩和挠度。kEO物理好资源网(原物理ok网)

图5-14的解决方案如图5-14(b)所示。kEO物理好资源网(原物理ok网)

求梁的支撑反力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

解如图5-14(c) 解如图5-14(d) 由上述弯矩和剪力的计算过程推导出解:在任意截面上,弯矩的取值为等于所有外力在相应截面两侧在垂直于梁轴的方向上的投影的代数和,当外力在截面质心上的力矩为顺时针方向时。kEO物理好资源网(原物理ok网)

7、尺寸。kEO物理好资源网(原物理ok网)

在平面问题中,质心力与质心臂的乘积标有正负号,(作为质心对物体旋转的影响的量度,称为质心力矩,用m或m(F,F)表示 m(F)Fd=2ABC(3-4) 一般规定当质心使物体逆时针旋转时,质心力矩为正,否则为消极的。kEO物理好资源网(原物理ok网)

在国际单位制中,扭矩的单位是牛顿米(Nm)或千牛顿米(kNm)。kEO物理好资源网(原物理ok网)

15.质心到作用平面内任一点的力矩总是等于质心的力矩。kEO物理好资源网(原物理ok网)

因此,质心对物体的旋转作用总是取决于偶矩(包括大小和方向),质心位置的手掌螺旋定律将T表示为一个向量。 当矢量的方向与截面外的法线方向相同时,为正(图5-9c); 否则为负(图 5-9d)。kEO物理好资源网(原物理ok网)

图 5-924。 任意截面上的力矩值等于相应截面两侧所有外力矩的代数和,偏离截面的外力矩为正值,否则为负值。 .kEO物理好资源网(原物理ok网)

25、图5-12由求解简支梁弯矩符号得到: 弯矩符号:截面上的弯矩使分体顺时针旋转时为正; 否则为负。kEO物理好资源网(原物理ok网)

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如图5-13a所示。kEO物理好资源网(原物理ok网)

挠度标志:当截面上的剪力使主体下部分离时。kEO物理好资源网(原物理ok网)

8. 设置无所事事。kEO物理好资源网(原物理ok网)

由以上分析得到如下推论:同一平面内的两个质心,只要两个质心的质心代数值相等,则两个质心相等。kEO物理好资源网(原物理ok网)

这是平面质心的等效条件。kEO物理好资源网(原物理ok网)

根据质心的等效性,可以得出以下两个结论: 结论1 质心可以在其作用面内任意连接和旋转,而不改变其对物体的作用。kEO物理好资源网(原物理ok网)

猜想2 只要质心力矩不变,质心内力的大小和质心臂的宽度可以同时改变,而不会改变其对物体的作用。kEO物理好资源网(原物理ok网)

从质心等效性可以看出,质心对物体的作用完全取决于质心力矩的大小和方向。kEO物理好资源网(原物理ok网)

16、等级换成对应的内力(即显示内力)。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(3)平衡:根据保留部分的平衡情况确定截面内力值。kEO物理好资源网(原物理ok网)

22、若轴向力N的方向与截面外的法线方向相同,则为正,为拉力; 否则为负,即压力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

23、任意截面的轴力值等于相应截面右侧所有外力的代数和,当外力方向使截面受拉时为正,当它处于压缩状态,它是负的。kEO物理好资源网(原物理ok网)

12 从解中,=T 称为第nn 截面上的矩。kEO物理好资源网(原物理ok网)

杆件在外力偶作用下发生扭转变形时,在杆件横截面上形成的内力称为扭矩(T)单位:Nm或KNm。kEO物理好资源网(原物理ok网)

符号规定:按。kEO物理好资源网(原物理ok网)

9、面形的质心系可以合成一个合力偶,合力偶的质心力矩等于质心系中各质心质心力矩的代数和。kEO物理好资源网(原物理ok网)

17.平面质心系平衡的充要条件:平面质心系中所有质心的质心矩的代数和为零。kEO物理好资源网(原物理ok网)

18、力平移定律:作用在质心上的力可以平行连接到质心上的任意指定点上二力平衡公理适用于刚体吗,但同时必须在由质心确定的平面上加一个质心力与指定点,质心力矩等于指定点的原力对力矩。kEO物理好资源网(原物理ok网)

19、力的平移定律表明,一个力可以分解为一个力和一个质心; 反之,也可以在同一平面内一一分解得到 (316) 其中连接两个质心A和B的连线不能与各力线平行。kEO物理好资源网(原物理ok网)

平面平行力系统有两个独立的平衡多项式,可以求解两个未知数。kEO物理好资源网(原物理ok网)

图325 不管作用在物体上的作用力的合力Q的大小如何,只要其作用线与接触面公法线的倾斜角不小于摩擦角m,则物体必须保持静止。kEO物理好资源网(原物理ok网)

这些现象称为自锁现象。kEO物理好资源网(原物理ok网)

5 21. 截面法计算内力的步骤可归纳如下: (1) 切割:在需要内力的截面处,用虚截面将预制构件一分为二。kEO物理好资源网(原物理ok网)

(2) 替换:丢弃任何部分,将丢弃的部分做成保留的部分。kEO物理好资源网(原物理ok网)

10、一力一力合为一力。kEO物理好资源网(原物理ok网)

需要注意的是,力的平动定律只适用于质心,不适用于变形体,只能并联在同一质心上。kEO物理好资源网(原物理ok网)

20、当平面内任意力系的主矢量和主力矩都为零时,作用在简化中心上的会聚力系是平衡力系,附加质心系也是平衡力系二力平衡公理适用于刚体吗,所以平面任意力系必然是一个平衡力帖。kEO物理好资源网(原物理ok网)

所以在平面内得到任意力系的充分必要条件是:力系的主矢量和主力矩同时为零。kEO物理好资源网(原物理ok网)

即R0,MO0 (311)可用解析式(312)表示,上式为平面任意力系的平衡多项式。kEO物理好资源网(原物理ok网)

平面内任意力系平衡的充分必要条件可以解析表示为:该力系中各力在其作用平面内两相交轴上的投影代数和为零,且在同时,力系中的每一个力都会对作用面中的任何一个力产生影响。 一个点的代数和也为零。kEO物理好资源网(原物理ok网)

平面内任意力系的平衡多项式,不仅是直接从简化结果得到的基本方式(312),还有二力矩和三力矩公式。kEO物理好资源网(原物理ok网)

二矩平衡多项式法: (313) 其中连接质心A和B的线不能垂直于x轴。kEO物理好资源网(原物理ok网)

三矩平衡多项式法: (314) 其中A、B、C三点不能共线。kEO物理好资源网(原物理ok网)

通过(312) 从(313) 得到(315)。kEO物理好资源网(原物理ok网)

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