超静定梁的力法分析
![超静定梁的力法分析](http://www.sabeder.com/sites/default/files/2017-10/beam-statical-analysis.jpg)
- 用力法分析不确定的结构 - 概述
- 介绍
- 一致变形法
- 不确定的梁
- 多重不确定度的不定梁
- 桁架结构
- 温度变化和制造误差
2.介绍
在分析不确定结构时,需要满足(力)平衡、(位移)协调和力-位移关系
- 当反应力保持稳定平衡的结构时,满足力平衡,因为该结构进行外部载荷
- 当结构的各个段在没有有意的破裂的情况下拟合在一起时,或重叠时,满足位移兼容性
力 - 位移要求取决于结构材料对施加的负载的方式,这可以是线性/非线性/粘性和弹性/无弹性的;对于我们的研究,假设行为是线性和弹性的
根据是否满足力平衡条件和位移相容条件,分析不定结构有两种方法。它们是:力方法和位移法
力法满足驱替相容性和力-驱替关系;我们将研究的两种方法是一致变形法和矩分布迭代法
位移法满足力平衡和力-位移关系;两种可用的方法是斜率挠度法和刚度(矩阵)法
3.解决方案程序:
- 通过释放限制空间结构的额外力来实现结构确定
- 确定释放(约束)力位置上的位移(或旋转)
- 将释放的(约束)力返回到结构上(以标准化过程,仅在+ VE方向上施加约束力的单位负载),以在(ii)中的结构上产生相同的变形
- 对变形求和,在释放的(约束)力的位置使变形为零,并计算未知的约束力
要处理的问题类型:
- 不确定的光束;
- 不确定的桁架;和
- 不定结构的影响线
4.1支撑悬臂 - 冗余的垂直反应释放
- 支撑悬臂:结构是不确定的第一个程度;因此问题中有一个未知数。
- 为了解决问题,释放额外约束并使光束确定结构。这可以用两种不同的方式实现,
-
- 在B处的控制相容性方程为
- 通过释放A的矩约束,并使结构是简单地支持的光束(再次是确定的光束)。
- 在B处的控制相容性方程为
一致变形法综述
回顾一下我们之前所做的,单一程度不确定的结构:
(a)去除冗余,使结构确定(主结构)
(b)在结构的方向上施加单位力,并找到位移
Δ B0 + fBB x RB = 0
5.不确定梁,具有多度的不一体
(a)确定结构(通过释放B、C、D处的支撑),并确定B、C、D处移除冗余方向的挠度,即Δ BO、Δ CO和Δ DO
(b)以顺序方式在B,C和D处施加单元载荷,并分别在B,C和D处确定变形。
(c)建立B,C和D的相容条件
Δ BO + fBBRB + fBCRC + fBDRD = 0
ΔCO+ FCBRB + FCCRC + FCDRD = 0
Δ DO + fDBRB + fDCRC + fDDRD = 0
B、C、D处的相容性条件为:
ΔBO+ FBBRB + FBCRC + FBDRD =δb
ΔCO+ FCBRB + FCCRC + FCDRD =δc
Δ DO + fDBRB + fDCRC + fDDRD = Δ D
6.桁架结构
(a)去掉冗余构件(说AB),使结构成为主要确定结构
稳定性和不确定性的条件为:
r + m> = <2j
由于M = 6,r = 3,j = 4,(r + m =)3 + 6>(2j =)2 x 4或9>8Δi= 1
(b)求沿AB的变形Δ ABO:
Δbo=δ(f0uabl)/ ae
F0 =主结构中由于施加荷载而产生的力
uAB=沿AB方向施加的单位力在构件中的力
(c)由于沿AB施加的单位负荷,确定沿AB的变形:
(d)沿AB应用兼容性条件:
ΔABO血型+工厂,ABFAB = 0
因此确定Fab.
(e)确定特定成员CE中的个别成员部队
FCE = FCE0 + UCE Fab
其中FCE0 = CE中的力由于主要结构上的载荷(= F0)上的载荷,并且由于沿AB施加的单位力(= UAB),CE中的UCE = Force
7.温度变化影响结构中的内部力量
同样,制造误差也会影响结构的内力
(i)使主要结构进行温度变化和制造误差。- 找到冗余方向的变形
重新介绍删除的成员,使变形兼容