在线计算网 · 发布于 2025-03-22 02:09:02 · 已经有20人使用
在材料力学中,拉伸与压缩是基本且重要的概念。然而,当遇到超静定问题时,许多同学会感到困惑。本文将详细解析拉伸与压缩中的超静定问题,帮助你掌握这一难点。
超静定问题是指在结构中约束条件多于平衡方程数的情况。简单来说,就是多余的约束使得问题无法仅通过静力平衡方程求解。
在拉伸情况下,超静定问题通常表现为多个支座或拉杆的存在,使得结构无法通过简单的静力平衡方程求解。
确定未知量:找出所有未知力和位移。
列出平衡方程:根据受力情况列出静力平衡方程。
引入变形协调条件:根据材料的变形特性,引入额外的方程。
求解方程组:联立平衡方程和变形协调条件,求解未知量。
例题:一根长度为L的杆,两端固定,受轴向拉力P,求杆内的应力分布。
解答:
未知量:两端支座反力F_A和F_B。
平衡方程: [ F_A + F_B = P ]
变形协调条件: [ \Delta L_A + \Delta L_B = 0 ] 其中,( \Delta L_A = \frac{F_A L}{EA} ),( \Delta L_B = \frac{F_B L}{EA} )。
求解方程组: [ F_A + F_B = P ] [ \frac{F_A L}{EA} + \frac{F_B L}{EA} = 0 ] 解得:( F_A = F_B = \frac{P}{2} )
压缩中的超静定问题与拉伸类似,但需注意压缩引起的屈曲现象。
与拉伸类似,但需考虑屈曲稳定性。
例题:一根长度为L的柱,两端固定,受轴向压力P,求柱内的应力分布。
解答:
未知量:两端支座反力F_A和F_B。
平衡方程: [ F_A + F_B = P ]
变形协调条件: [ \Delta L_A + \Delta L_B = 0 ] 其中,( \Delta L_A = \frac{F_A L}{EA} ),( \Delta L_B = \frac{F_B L}{EA} )。
求解方程组: [ F_A + F_B = P ] [ \frac{F_A L}{EA} + \frac{F_B L}{EA} = 0 ] 解得:( F_A = F_B = \frac{P}{2} )
超静定问题是材料力学中的难点,但通过理解基本概念和掌握解题步骤,可以有效地解决此类问题。希望本文能帮助你更好地理解和应用拉伸与压缩中的超静定问题。
《材料力学》XX出版社
《结构力学》XX出版社
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