图中P、q、l、EI等已知,用积分法求图示梁中截面B的挠度和转角。

作者&投稿:花疯 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
(1)积分法:
距左端x处,弯矩为:
0≤x≤l/2,M(x)=q(l/2-x)^2/2-P(l-x),
l/2≤x≤l,M(x)=-P(l-x),
设距左端x位置梁的挠度为y,则
y''=-M(x)/EI,
积分得:
0≤x≤l/2时,y‘=-(1/EI)∫[q(l/2-x)^2/2-P(l-x)]dx
=-(1/EI)[(q/3)(l/2-x)^3/(-1)-P/2×(l-x)^2/(-1)]+C
=(1/EI)[(q/3)(l/2-x)^3-P/2×(l-x)^2]+C
y'就是梁的转角θ(x),所以:
θ(x)=(1/EI)[(q/3)(l/2-x)^3-P/2×(l-x)^2]+C
x=0时,θ=0,
所以:
(1/EI)[(q/3)(l/2)^3-P/2×(l)^2]+C=0
C=[-ql^3/24+Pl^2/2]/EI
y'=θ(x)=[(q/3)(l/2-x)^3-P/2×(l-x)^2-ql^3/24+Pl^2/2]/EI
l/2≤x≤l时:
y'=-(1/EI)∫[-P(l-x)]dx
=(1/EI)[P/2.(l-x)^2/(-1)+C1]
=(1/EI)[-(P/2)(l-x)^2+C1],
x=l/2时,前面两个y'相等:
-(P/2)(l/2)^2+C1=(q/3)(l/2-l/2)^3-P/2×(l/2)^2-ql^3/24+Pl^2/2
-Pl^2/8+C1=-Pl^2/8-ql^3/24+Pl^2/2
C1=-ql^3/24+Pl^2/2
y'=θ(x)=[-(P/2)(l-x)^2-ql^3/24+Pl^2/2]/EI
再积分:
0≤x≤l/2:
y=∫[(q/3)(l/2-x)^3-P/2×(l-x)^2-ql^3/24+Pl^2/2]/EI.dx
=[-(q/12)(l/2-x)^4+(P/6)(l-x)^3-qxl^3/24+Pxl^2/2]/EI+C2,
x=0,y=0:
[-(q/12)(l/2)^4+(P/6)(l)^3]/EI+C2=0
C2=[ql^4/192-Pl^3/6]/EI
y=[-(q/12)(l/2-x)^4+(P/6)(l-x)^3-qxl^3/24+Pxl^2/2+ql^4/192-Pl^3/6]/EI
l/2≤x≤l:
y=∫[-(P/2)(l-x)^2-ql^3/24+Pl^2/2]/EI.dx
=[(P/6)(l-x)^3-qxl^3/24+Pxl^2/2]/EI+C3,
x=l/2时,两个y的式子,值相等:
[-(q/12)(l/2-l/2)^4+(P/6)(l/2)^3-ql/2.l^3/24+Pl/2.l^2/2+ql^4/192-Pl^3/6]/EI=[(P/6)(l/2)^3-ql/2.l^3/24+Pl/2.l^2/2]/EI+C3
[+ql^4/192-Pl^3/6]/EI=C3
所以:
y=[(P/6)(l-x)^3-qxl^3/24+Pxl^2/2+ql^4/192-Pl^3/6]/EI
x=l代入:

yB=[-ql^4/24+Pl^3/2+ql^4/192-Pl^3/6]/EI
=[-7ql^4/192+Pl^3/3]/EI
θB=[-ql^3/24+Pl^2/2]/EI
(2)迭加法比较简单,用悬臂梁的公式,代入迭加即可。
需要注意的是,均布荷载部分只有半跨,右端伸出的自由部分,按直线处理。
y(B)=y(l/2)+(l/2).θ(l/2),
θ(B)=θ(l/2)

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