關于梁變形的公式推導

上海重型設備吊裝公司總工前兩天和我通話,他們在編制一個技術規程,涉及一個結構,需要求解析解,當時我在想,要求那個結構的受力難度也不大,有限元軟件簡單計算一下就可以了,但朋友說,為了增加理論的可信度,需要在技術規程里面增加理論推導,為此,我思索了下朋友那個結構的理論推導,我先把朋友的結構進行簡化,然后得出的就是一個梁結構的受力的變形計算,基于此,可以在網上查到多如牛毛的關于梁撓度的計算公式,因為是解析解,所以需要推導一下,為此,我把近期梁撓度公式的推導的思路和大家一起探討一下,不足之處請大家批評指正。

這里我用一個對稱的簡支梁的說明一下,簡圖如下:

圖1.png

關于梁變形的公式推導的圖2

假設梁的撓度的方程為y=f(x),微單元的切線角度為y‘(y的一階導數),微單元的轉角為切線角度的變化率,也就是等于y’’(y的二階導數),根據材料力學得到:

圖3.png

根據邊界條件得到:

Y(0)=0;                           (2)

Y’(1/2L)=0;                        (3)

對(1)左右兩側進行兩次積分可得y=F*x^3/12*E*I+a*x/(E*I)+b;

根據邊界條件,可以求得b=0,a=-F*L^2/(16*E*I);

故y=F*x^3/(12*E*I)-F*L^2*x/(16*E*I)

帶入x=0.5L,y=-F*L^3/(48*E*I);

查網上資料,可知,和撓度計算公式一致。

圖2.png

關于梁變形的公式推導的圖5

當然,大家也可以推導一下,集中力不在跨中或者不是集中力,是分布荷載的情況下的公式推導。

這是最近的一點小的感悟,也許在某本書上能找到,但這是自己按力學的理解自行推導出來的,不喜勿噴。

如有雷同,純屬虛構。

 

登錄后免費查看全文
立即登錄
App下載
技術鄰APP
工程師必備
  • 項目客服
  • 培訓客服
  • 平臺客服

TOP

3
1
1