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  • 结构中的载荷、变形和内力  [会员中心]

    日期:2008-06-12  作者:海南省教研院刘亨金
            ——拉伸,是构件沿力的作用方向伸长,截面变细(如图1)。其相应的载荷是作用在杆件轴线上,方向相反指向向外的平衡力系。
          ——压缩,是构件沿力的作用方向缩短,截面变粗(如图1)。其相应的载荷是作用在杆件轴线上,方向相反指向向里的平衡力系。
          ——剪切,是构件的相邻两截面沿力的作用方向产生错位(如图1)。其相应的载荷是作用在构件两个侧面上,且与构件轴线垂直,大小相等,方向相反,作用线相距很近的一对外力。
          
                  图1
          ——扭转,是构件横截面之间产生绕轴线的相对转动(如图1)。其相应的载荷是两个大小相等,方向相反,作用在垂直于构件轴线的平面内的平衡力偶。
          ——弯曲,是构件的轴线在纵向平面内产生弯曲,构件的总体长度不改变。横截面的外形和大小也不改变。(如图2)
          
                         图2
          使构件产生弯曲的载荷通常有两种。一是纵向平面内的横向平衡力系,作用力可以是集中力,也可以是分布力。二是纵向平面内的平衡力偶。或者是二者皆有。它们就是教材上说的“弯曲力”。
          这种使构件产生弯曲变形的平衡力,如上面左图所示 ,在工程中不能视为“拉力”或“压力”。因为它们的作用不是让构件产生沿作用力方向的拉伸或压缩,也没有和它们组成拉压平衡力系的其它力存在。因而只能称它们为弯曲力。
          为了说明问题,我们现以如下图所示的“悬臂梁”为例来作一个具体分析。
          悬臂梁AB的A端为固定`支座,B端为自由端。外力P垂直于梁的轴线,作用于B端。平衡时,其受力如图3所示。
          图中RA和MA分别为固定支座提供的支反力和支反力矩,其大小等于P乘以AB杆的长度,以阻止AB杆的移动和转动。它们都是悬臂梁的外载荷,也就是AB梁的弯曲力。
          这里的P、RA不能认为是作用在AB上的拉力和压力,同样,支反力矩MA也不是内力。
          
                  图3
          有人可能认为在力P的作用下,B点会产生向下的位移,这是力P把B点“拉”下来的结果。这是不对的。实际上,B点的位移是AB杆弯曲的结果。这个位移叫“挠度”。假如说,AB杆的抗弯刚度很大,同样是在P的作用下,B点的位移可以小到可以忽略不计。这就说明,B点的位移,不是“拉”的结果,而是“弯”的结果。
    Tags:海南省教研院 刘亨金
    作者:海南省教研院刘亨金

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