等截面直杆的形常数和载常数学习方法研究
2020-08-27
魅力中国 2020年31期
(安康学院工程管理系,陕西 安康 725000)
在学习力学中位移法的知识点时,教师一般都要求学生花大量时间去记忆等截面直杆的形常数和载常数。虽然学生花了很多时间去记这些常数,但效果并不佳,不是公式记错了,就是正、负号记错了。有的学生虽然将形常数和载常数都记住了,但一到做题时,就会出现这样或那样的问题,更不用说快速、正确地解出题目了。本人根据在教学中的摸索和实践,现提出用“橡皮条法”来记忆这些常数,并用例题来说明在做题时如何应用这些常数,希望能给学生在记忆等截面直杆的形常数和载常数时有所帮助。
一、基本原理
1.橡皮条原理:将等截面直杆当作是一根较易变形的橡皮条,它在杆端位移或杆件上有荷载等原因作用时,就出现明显的变形,根据其变形线的形状,来判断杆件哪侧受拉:变形线凸出的那一侧受拉。2.正、负符号的规定:弯矩以使杆件产生顺时针转动者为正,逆时针转动者为负;剪力以使其作用截面产生顺时针转动这为正,逆时针转动者为负。3.在对杆件进行受力分析时,弯矩应从杆件受拉一侧指向受压一侧。4.花一定时间记住等截面直杆在各种情况下的杆端弯矩的大小(不用记公式前面的正、负号)。
二、基本方法
(一)形常数的记忆
等截面直杆AB,跨度为l,刚度为EI,A 端发生了单位角位移(θ=1),如图1 所示:
首先,我们记住A、B 两端的弯矩MAB、MBA的大小分别为4i、2i (其中:i=),根据橡皮条原理,AB 杆的变形线如图2 所示:
根据变形线的形状可知,AB 杆的A 端是下侧受拉,B 端是上侧受拉,所以,在对AB 杆进行受力分析时,MAB是从杆件的下侧指向上侧,MBA是从杆件的上侧指向下侧,两者均为顺时针转动,故它们均为正的。……
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