题目
[判断题](20分) 若两梁的抗弯刚度相同,弯矩方程相同,则两梁的挠曲线形状完全相同。()A. 对B. 错
[判断题](20分) 若两梁的抗弯刚度相同,弯矩方程相同,则两梁的挠曲线形状完全相同。()
A. 对
B. 错
题目解答
答案
A. 对
解析
考查要点:本题主要考查梁的挠曲线方程的决定因素,特别是抗弯刚度和弯矩方程对挠曲线形状的影响。
解题核心思路:
挠曲线的形状由弯矩方程和抗弯刚度共同决定。根据积分法求解挠曲线的基本公式,若两梁的抗弯刚度相同且弯矩方程相同,则它们的挠曲线形状必然相同。虽然边界条件不同会导致积分常数不同,但这仅影响挠曲线的位置(如平移或旋转),而不改变其几何形状。
破题关键点:
- 抗弯刚度相同(即$EI$相同)保证了曲率半径的变化规律一致。
- 弯矩方程相同(即$M(x)$相同)决定了曲率的分布。
- 形状相同仅指几何形态一致,与边界条件无关。
根据材料力学中挠曲线的积分法,挠曲线方程由以下步骤确定:
-
建立挠曲线方程:
挠曲线的二阶导数为:
$\frac{d^2 v}{dx^2} = \frac{M(x)}{EI}$
若两梁的$EI$和$M(x)$相同,则二阶导数完全相同。 -
积分求解转角和挠度:
- 第一次积分(求转角$\theta(x)$):
$\theta(x) = \int \frac{M(x)}{EI} dx + C_1$ - 第二次积分(求挠度$v(x)$):
$v(x) = \int \theta(x) dx + C_2 = \int \left( \int \frac{M(x)}{EI} dx + C_1 \right) dx + C_2$
积分常数$C_1$和$C_2$由边界条件决定。
- 第一次积分(求转角$\theta(x)$):
-
分析形状与边界条件的关系:
- 形状由非齐次解决定:若$M(x)/EI$相同,则非齐次解的结构相同,即挠曲线的几何形状相同。
- 位置由齐次解决定:边界条件不同会导致$C_1$和$C_2$不同,但这仅改变挠曲线的整体平移或旋转,不影响形状。
结论:只要$EI$和$M(x)$相同,两梁的挠曲线形状必然相同。