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能量原理练习分享|计算基础与构件结构|轻量化设计

时间:2023-09-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:针对变形功,本节将考察承受单一外力的封闭框架,如练习图16-1所示,以求出在水平桁梁段的中心面上的弯曲力矩。练习图16-1 承受压力的封闭框架在15.1节中阐明了,一个弹性体的变形功可广义表示为将此方程应用于本节所示的问题,则可以导出方程式:由于本节中所要讨论的框架为双对称性的框架,因此,只需考察四分之一的框架就可以了。为此,在要求解的力矩处将框架切开,并且将得到的内力作为外力引入计算中。

能量原理练习分享|计算基础与构件结构|轻量化设计

针对变形功,本节将考察承受单一外力的封闭框架,如练习图16-1所示,以求出在水平桁梁段的中心面上的弯曲力矩

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练习图16-1 承受压力的封闭框架

在15.1节中阐明了,一个弹性体的变形功可广义表示为

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将此方程应用于本节所示的问题,则可以导出方程式:

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由于本节中所要讨论的框架为双对称性的框架,因此,只需考察四分之一的框架就可以了。

为此,在要求解的力矩处将框架切开,并且将得到的内力作为外力引入计算中。由于要处理的是围绕对称线的中心面,则可去掉反对称内力。在本例中,可求出剪力Q。借助平衡条件,即可以算出法向力。

●切割桁梁的描述:

如练习图16-2所示,桁梁段上的内力为

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Q1=0

M1=M

N2=0

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●桁梁段1在变形功上的分量:

978-7-111-53825-7-Chapter27-222.jpg(www.xing528.com)

练习图16-2 受力的桁梁段

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●桁梁段2在变形功上的分量:

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积分可有:

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所计算的四分之一框架的变形功可归纳如下:

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为了求解未知力矩,现在应用卡式最小功定理,该定理为

根据受力(一个力矩)的外功的部分求导,可以得出在力作用点上沿这个力(这个力矩)的方向上的位移(旋转)。

由于框架在固定截面位置上不允许裂开,所以,这里要求位移须等于零。

将这一定理用于方程式(7),则有:

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最后可得出力矩为

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