期 末 复 习 要 点
一、填空题
1、构件正常工作满足的要求;
2、对可变形固体所做的三点基本假设;
3、杆件变形的四种基本形式;
4、轴向拉压杆横截面和斜截面上的应力问题;
5、剪切胡克定律;
6、扭转圆轴的最大切应力及轴功率计算;
7、表征材料塑性和强度的指标,低碳钢和铸铁在拉伸和压缩时的力学性能;
8、典型截面梁横截面上切应力的分布规律及最大切应力的位置;
9、工程中常见的静定梁的三种基本形式;
10、梁的挠曲线近似微分方程及边界条件的确定。
11、电测原理及应变仪输出读数的计算。
12、工程中常用的四个强度理论的强度条件及其相当应力的表达式。
13、交变应力的应力比和应力幅的计算问题。
二、计算题
【1】利用截面法绘制轴力图;利用胡克定理计算杆件的伸长量及确定相应的材料参数(如弹性模量,泊松比,正应力等);应用强度理论进行强度计算(截面选择、强度校核和确定许用荷载)
例题2-2;例题2-7;例题2-10;习题2-6,习题2-13, 习题2-16,习题2-18
【2】计算传动轴的外力偶矩,利用截面法绘制扭矩图,最大切应力和抗扭刚度系数计算;应用扭转强度理论和刚度理论进行强度和刚度计算(截面选择、强度校核和确定许用荷载)
例题3-1;例题3-4;例题3-5;例题3-6;习题3-7,习题3-10,习题3-14
【3】绘制梁的剪力图和弯矩图,确定典型截面的剪力值和弯矩值
例题4-7;习题4-2(b & d);习题4-3(b & h);
【4】利用梁的正应力强度条件和切应力强度条件进行强度计算。
习题4-23; 习题4-24;习题4-32; 习题4-33;习题4-34;
【4】应力状态和广义胡克定律
例题7-3;例题7-5;习题7-7(b & d);习题7-14;习题7-18;习题7-20;
【5】组合变形
例题8-6;习题8-1;习题8-13
【6】压杆稳定
例题9-6;习题9-4;习题9-10;习题9-14;习题9-15
【7】计算梁或刚架的应变能,利用卡式定理计算结点位移,利用能量法求解一次超静定结构的支座反力问题。
例题3-8;例题3-10;例题3-11;习题3-7【4a & 4b】;习题3-8(b);例题3-16;习题3-14(a)。
第二篇:结构力学复习提要
第二章平面体系的几何组成分析
1.几何不变体系、常变体系、瞬变体系的概念
典型的瞬变体系:三铰共线,如右图
几何可变体系包括常变体系和瞬变体系
2.自由度、约束、虚铰等概念
联结N个刚片的复绞相当于N—1个单铰,相当于2(N—1)个约束
3.四个规则:(1)3个刚片以不在一条直线上的3个铰两两相联,形成无多余约束的几何不变体系;
(2)两刚片以1个铰及不通过该铰的一个链杆相联,形成无多余约束的几何不变体系;
(3)两刚片以不相互平行,也不汇交的3链杆相联,形成多余约束的几何不变体系;
(4)二元体规则:在体系上增加或者拆去二元体时体系的机动性质不变。
4.几何组成分析的一般步骤
(1)去掉体系上的二元体以及悬臂部分不影响体系的几何组成;(2)当体系的基础以上部分与基础间以三根链杆相联时(三链杆不平行且不相交于一点),可先拆去这些支杆;(3)折线链杆可以联成直线;
以上步骤可以对体系作简化处理,当体系不能简化时,找刚片,用四个规则分析几何组成。找刚片的一般原则:尽可能找一个最大的刚片、可以视为链杆的一般不视为刚片。
第三章静定结构的内力计算
桁架的内力计算、梁或刚架的内力图为必考题,务必熟练掌握(大题)
1.刚架的内力计算(N、Q、M的绘制)
轴力图的一般规律:轴力图一般与杆轴平行,受拉为正、受压为负
此公式及其有用,务必要求能够熟练运用
2.三铰刚架支座反力的计算及内力图(重点内容)如下图
(1)(或)求解B或A的竖向支座反力;
(2)将ADC或DEB取出,求解其水平支座反力(将ADC稍简单些);
(3)DCE部分的Q、N不为零。
2.桁架零杆的判断
(1)对于两杆结点,当没有外力作用与该结点时,则两杆均为零杆(图a)。
(2)不共线的两杆结点,荷载沿一杆轴方向,则另一杆为零杆(图b)。
(3)对于三杆结点,若两杆共线,当没有外力作用与结点时,则第三杆为零杆,其余
两杆内力相等且性质相同(均为拉力或压力,图c)。
(4)对称桁架作用有对称荷载,若位于对称轴上的四杆结点有两杆共线,且结点上无荷载,则两根斜杆均为零杆图d。
(5)对称桁架作用有反对称荷载,设位于对称轴上的结点无荷载作用,则与对称轴重合的杆必为零杆,如图e;其余四杆若有两杆共线,则两斜杆的轴力等值异号,共线两杆的轴力也等值异号且与斜杆轴力线性相关。如图e所示。
(6)一般桁架中的四杆结点无荷载,若四杆两两共线,则共线杆的轴力彼此相等,如图f所示。
3.桁架内力计算的两种方法:结点法、截面法
4.当力作用于基本梁或基本梁与附属梁的联结铰上,附属梁不受力,只有基本梁受力。
5.三铰拱在竖向荷载作用下,产生水平支座反力,三铰拱中的弯矩小于曲梁或水平梁中的弯矩;拱越扁平,推反力越大;三铰拱合理拱轴的形状与相当梁的弯矩图相同。
第四章静定结构的位移计算
1.求位移时,单位力的施加(此考点极易考选择题)
(1)求某点的竖向位移,在该点加竖向单位力;(2)求某点的水平位移,在该点加水平单位力;(3)求某点的角位移,
在该点加单位力偶;(4)求两点的相对线位移,在两点连线方向加一对大小相等、方向相反的集中力;(5)求两点的相对角位移,在两点加一对大小相等、方向相反的集中力偶。
2.图乘法的适用条件
(1)直杆(2)等截面(或EI为常数)(3)至少有一个是直线图形
3.静定结构在支座位移作用下,不产生内力和变形,但产生位移;静定结构在温度改变作用下,不产生内力,但产生和变形和位移。
4.三个互等定理
(1)位移互等定理,位移系数的物理意义和应用
图示简支梁,当P1=0,P2=1时, 1点挠度为0.033l3/EI;当P1=1,P2=0时,则2点挠度为________________。
物理意义:当单位力引起的单位力的作用点沿方向上的位移(2)反力互等定理
(3)互等定理的适用范围为线弹性体系即应力在弹性范围内,应力与应变成正比、结构变形微小,内力可以在未变形位置上计算
5.静定结构由于支座位移产生的位移计算
(1)根据所求位移加一单位力;(2)计算支座反力;(3)计算各力的功;(4)列方程,做功和为零。
第五章力法
1. 超静定次数的计算、必要约束和多余约束的区别2. 的物理意义:荷载作产生的方向的位移
3.教材136页对超静定结构的分析部分务必多看几遍,很容易考选择或者填空题
4.力法和位移法的比较
5.支座位移时用力法计算超静定结构,方程的建立(容易考选择题)
一般形式是:,是基本结构由于支座位移产生的沿方向的位移,是原结构的位移(和去除多余约束相对应),、均要注意正负号,和一致取正号,否则取负号。
6.对称性的利用
对称点三个内力中,轴力和弯矩为正对称、剪力反对称
对称结构作用对称荷载,内力正对称、反对称的剪力为零
对称结构作用反对称荷载,内力反对称,正对称的轴力和弯矩为零
7.无弯矩情况的判定
(1)一个集中力沿柱子的轴线作用
(2)一对大小相等、方向相反的力沿杆轴作用与杆的两端
(3)集中力作用于不动点上(将刚结点、固定端、组合结点改为铰结点,若体系为几何不变体系,则所有点均为不动点)
第六章位移法
1.内力和位移正负号的规定
角位移规定为顺时针为正、线位移规定使杆件产生顺时针方向转动为正;
杆端弯矩规定顺时针为正、杆端剪力使杆件产生顺时针转动为正,结点弯矩规定逆时针为正。
2.杆端力公式
(1)两端刚结杆的杆端弯矩、剪力公式
(2)A端刚结、B端铰结杆的杆端弯矩、剪力公式 (3)A端刚结、B端滑动约束杆的杆端弯矩
3.位移法基本结构的确定
(1)未知量:角位移数=刚臂数,线位移数=支杆数,未知量数=刚臂数+支杆数
(2)刚臂加在刚结点、半铰点、EI突变处
(3)将刚结点、半铰点、固定端改为铰结点,加支杆使其成为几何不变体系
4..已知弯矩图及荷载,绘制剪力图和轴力图
第七章力矩分配法
2.结点不平衡力矩的计算,和的计算完全一样,当结点上作用集中力偶的,的计算
二、常见计算题型及其解题步骤
(一)常见静定结构内力计算
1.梁的内力图为弯矩图、剪力图(1)计算支座反力;(2)利用内力图规律作内力图
2.刚架的内力图轴力图、剪力图、弯矩图(1)计算支座反力;(2)对刚架每个杆件分别作内力图
3.桁架的轴力计算
(1)计算支座反力;(2)找零杆;(3)利用结点法或者截面法计算指定杆件内力
(二)超静定结构的弯矩图
1.力法
用力法计算一般超静定结构的步骤(一次超静定为主,若是两次超静定则考察对称性或者建立力法的基本方程)
(1)去除多余约束,化为基本结构;(2)绘制、图;
(3)计算系数和(图乘计算);(4)代入力法基本方程,求解多余未知力;(5)叠加法绘制弯矩图
2.位移法:用位移法计算超静定结构:重点是一个角位移结构的计算以及两个角位移结构基本方程的建立(大题)
基本未知量为一个角位移结构的计算
(1)加刚臂,确定基本结构,刚结点加刚臂后变成固定端;(2)绘制、图;
(3)计算系数和(图乘计算);(4)代入力法基本方程,求解多余未知力;(5)叠加法绘制弯矩图。均表示刚臂的附加力矩。
3.力矩分配法(1)用力矩分配法计算连续梁的表格主要包括以下几项:转动刚度、分配系数、固端弯矩、放松结点、总弯矩(2)用力矩分配法计算无侧移刚架的表格包括以下几项:结点、杆端、转动刚度、分配系数、固端弯矩、放松结点、总弯矩
(三)位移计算
1.结构在外荷载作用下的位移计算(图乘)的一般步骤(1)绘制图;(2)根据所求位移性质,施加单位力,绘制图;(3)、图乘常见图形的图乘(1)两个梯形的图乘;(2)两个三角形的图乘;(3)两个矩形的图乘等图乘务必熟练掌握
2.桁架的位移计算(1)计算各杆在外力作用下杆件 轴力;(2)根据所求位移性质,施加单位力,计算各杆图;(3)利用公式计算