关于梁变形的公式推导
上海重型设备吊装公司总工前两天和我通话,他们在编制一个技术规程,涉及一个结构,需要求解析解,当时我在想,要求那个结构的受力难度也不大,有限元软件简单计算一下就可以了,但朋友说,为了增加理论的可信度,需要在技术规程里面增加理论推导,为此,我思索了下朋友那个结构的理论推导,我先把朋友的结构进行简化,然后得出的就是一个梁结构的受力的变形计算,基于此,可以在网上查到多如牛毛的关于梁挠度的计算公式,因为是解析解,所以需要推导一下,为此,我把近期梁挠度公式的推导的思路和大家一起探讨一下,不足之处请大家批评指正。
这里我用一个对称的简支梁的说明一下,简图如下:
假设梁的挠度的方程为y=f(x),微单元的切线角度为y‘(y的一阶导数),微单元的转角为切线角度的变化率,也就是等于y’’(y的二阶导数),根据材料力学得到:
根据边界条件得到:
Y(0)=0; (2)
Y’(1/2L)=0; (3)
对(1)左右两侧进行两次积分可得y=F*x^3/12*E*I+a*x/(E*I)+b;
根据边界条件,可以求得b=0,a=-F*L^2/(16*E*I);
故y=F*x^3/(12*E*I)-F*L^2*x/(16*E*I)
带入x=0.5L,y=-F*L^3/(48*E*I);
查网上资料,可知,和挠度计算公式一致。
当然,大家也可以推导一下,集中力不在跨中或者不是集中力,是分布荷载的情况下的公式推导。
这是最近的一点小的感悟,也许在某本书上能找到,但这是自己按力学的理解自行推导出来的,不喜勿喷。
如有雷同,纯属虚构。