關(guān)于結(jié)構(gòu)的受力形式問題在回答具體問題前,必須要給出如下的基本結(jié)論: 1.在結(jié)構(gòu)中,通常所說(shuō)的載荷是指施力體施加的載荷和支撐體提供的支反力而組成的平衡力系。(原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)受力后并未產(chǎn)生運(yùn)動(dòng),因而是靜力學(xué)問題) 2.在結(jié)構(gòu)中,載荷、變形和內(nèi)力的關(guān)系是:載荷使結(jié)構(gòu)變形,變形產(chǎn)生內(nèi)力(因變形而產(chǎn)生的附加內(nèi)力),載荷是“因”,變形和內(nèi)力是“果”。(理由是,沒有外載荷,結(jié)構(gòu)就不會(huì)有變形,因而也就不會(huì)有因變形而產(chǎn)生的附加內(nèi)力。) 3.作用在結(jié)構(gòu)上的載荷常按該載荷能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形來(lái)劃分。(因?yàn)槎呤且蚬P(guān)系)。也就是說(shuō):使物體產(chǎn)生拉伸變形的載荷稱為拉力(注意,必須是一組平衡力)使物體產(chǎn)生壓縮變形的載荷稱為壓力(同樣應(yīng)該是平衡力)使物體產(chǎn)生剪切變形的載荷稱為剪切力,(同樣是平衡力系)使物體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形的載荷稱為扭轉(zhuǎn)力(平衡的扭轉(zhuǎn)力矩)使物體產(chǎn)生彎曲變形的載荷稱為彎曲力(也是一組平衡力系)注意:這里指的載荷,都是作用在受力體上的外力,而不是內(nèi)力。并不是“技術(shù)里所說(shuō)的受力應(yīng)該是指內(nèi)力”運(yùn)動(dòng)員在單桿上做倒立運(yùn)動(dòng)靜止時(shí),作用在杠體上的外力有哪些呢?
如上圖所示,杠體在運(yùn)動(dòng)員施加力(重力)和支柱支撐力的作用下處于平衡狀態(tài)。顯然,這四個(gè)力是一組平衡力系。并且左右是對(duì)稱的。其中,運(yùn)動(dòng)員施加給杠體的力可以分解為水平方向的力和垂直方向的力。水平方向的一對(duì)平衡力對(duì)杠體的中間部分有拉伸作用。其垂直分力,和支柱支撐力所組成的平衡力系,就是我們所說(shuō)的彎曲力單獨(dú)圖示如下:
為什么說(shuō)它是彎曲力,而不是壓力呢?因?yàn)檫@個(gè)力系使杠體產(chǎn)生的變形是彎曲,而不是壓縮。在視杠體為簡(jiǎn)支梁的情況下,其彎矩(內(nèi)力)分布如上面右圖所示??梢?,中間部分所受彎曲最厲害。為了證明杠體的這個(gè)變形是彎曲,我們假設(shè)將杠體加粗,增大其抗彎剛度,這時(shí),杠體的變形將會(huì)顯著減小。彎曲力還有別的形式,如平衡力偶或平衡力偶加平衡力系。需要說(shuō)明的是,在這種情況下,杠體的兩邊部分,還受到剪切作用,但這種作用相對(duì)于彎曲來(lái)說(shuō)是比較小的,因此,一般情況下,杠體主要是受彎。不知說(shuō)清楚沒有? 附:結(jié)構(gòu)中的五種載荷及其相應(yīng)變形 ——拉伸,是構(gòu)件沿力的作用方向伸長(zhǎng),截面變細(xì)。 其相應(yīng)的載荷是作用在桿件軸線上,方向相反指向向外的平衡力系。
——壓縮,是構(gòu)件沿力的作用方向縮短,截面變粗。其相應(yīng)的載荷是作用在桿件 軸線上,方向相反指向向里的平衡力系。
——剪切,是構(gòu)件的相鄰兩截面沿力的作用方向產(chǎn)生錯(cuò)位。其相應(yīng)的載荷是作用在構(gòu)件兩個(gè)側(cè)面上,且與構(gòu)件軸線垂直,大小相等,方向相反,作用線相距很近 的一對(duì)外力。
——扭轉(zhuǎn),是構(gòu)件橫截面之間產(chǎn)生繞軸線的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。其相應(yīng)的載荷是兩個(gè)大小相等,方向相反,作用在垂直于構(gòu)件軸線的平面內(nèi)的平衡力偶。
——彎曲,是構(gòu)件的軸線在縱向平面內(nèi)產(chǎn)生彎曲,構(gòu)件的總體長(zhǎng)度不改變。橫截面的形狀和大小也不改變。使構(gòu)件產(chǎn)生彎曲的載荷通常有三種。一是縱向平面內(nèi)的橫向平衡力系,作用力可以是集中力,也可以是分布力。二是縱向平面內(nèi)的平衡力偶。三是二者皆有。它們就是教材上說(shuō)的“彎曲力”。這種使構(gòu)件產(chǎn)生彎曲變形的平衡力,如上面左圖所示,在工程中不能視為“拉力”或“壓力”。因?yàn)樗鼈兊淖饔貌皇亲寴?gòu)件產(chǎn)生沿作用力方向的拉伸或壓縮,也沒有和它們組成拉壓平衡力系的其它力存在。因而只能稱它們?yōu)閺澢Α?nbsp;
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