题目
2 设已知图示各梁的截面的载荷F、q、M和尺寸a。(1)列出梁的剪力方程和弯矩方程;(2)作剪力图和弯矩图;(3)确定|Fs|max,|M|max。
2 设已知图示各梁的截面的载荷F、q、M和尺寸a。(1)列出梁的剪力方程和弯矩方程;(2)作剪力图和弯矩图;(3)确定|Fs|max,|M|max。
题目解答
答案
|Fs|max=2qa,|M|max=qa2
解析
步骤 1:确定梁的支反力
假设梁的两端为简支,即在两端有支座。根据静力平衡条件,可以求出支反力。设支反力分别为R_A和R_B,则有:
- 对于垂直方向的平衡,有:R_A + R_B = q * a + F
- 对于力矩平衡,以A点为参考点,有:R_B * a = q * a * (a/2) + F * (a/2) + M
由此可以解出R_A和R_B。
步骤 2:列出剪力方程和弯矩方程
- 剪力方程:Fs(x) = R_A - q * x (0 ≤ x ≤ a)
- 弯矩方程:M(x) = R_A * x - q * x^2 / 2 (0 ≤ x ≤ a)
其中,x是沿梁长度的坐标,从左端开始测量。
步骤 3:确定剪力图和弯矩图
- 剪力图:剪力图是一条直线,从R_A开始,以-q的斜率下降,直到x=a处。
- 弯矩图:弯矩图是一条抛物线,从0开始,以R_A的斜率上升,然后以-q/2的二次项下降,直到x=a处。
步骤 4:确定|Fs|max和|M|max
- |Fs|max:在x=0处,剪力达到最大值,即|Fs|max = R_A。
- |M|max:在x=a/2处,弯矩达到最大值,即|M|max = R_A * a/2 - q * (a/2)^2 / 2。
假设梁的两端为简支,即在两端有支座。根据静力平衡条件,可以求出支反力。设支反力分别为R_A和R_B,则有:
- 对于垂直方向的平衡,有:R_A + R_B = q * a + F
- 对于力矩平衡,以A点为参考点,有:R_B * a = q * a * (a/2) + F * (a/2) + M
由此可以解出R_A和R_B。
步骤 2:列出剪力方程和弯矩方程
- 剪力方程:Fs(x) = R_A - q * x (0 ≤ x ≤ a)
- 弯矩方程:M(x) = R_A * x - q * x^2 / 2 (0 ≤ x ≤ a)
其中,x是沿梁长度的坐标,从左端开始测量。
步骤 3:确定剪力图和弯矩图
- 剪力图:剪力图是一条直线,从R_A开始,以-q的斜率下降,直到x=a处。
- 弯矩图:弯矩图是一条抛物线,从0开始,以R_A的斜率上升,然后以-q/2的二次项下降,直到x=a处。
步骤 4:确定|Fs|max和|M|max
- |Fs|max:在x=0处,剪力达到最大值,即|Fs|max = R_A。
- |M|max:在x=a/2处,弯矩达到最大值,即|M|max = R_A * a/2 - q * (a/2)^2 / 2。