船舶结构力学(五)—位移法
欲练神功,必先自宫,先给材料力学,土建结构力学学的那套鬼东西,都扔了。
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之前在(四)篇中为啥说船舶的力法讲的没土建的深,现在解释一下。
对于变截面的结构,土建的力法,不管那么多,超静定加多余约束,改成静定;
画弯矩图,图乘,或者曲溜拐弯的,确定坐标系,写弯矩方程,用卡二定理,积分,然后满足位移协调条件。
遇到变截面的梁,柱,不管它,刚度有变化,那就分段图乘,或者分段积分,不受影响。
船舶的力法,没讲这些,一个单跨的,简支的变截面梁,就能折腾够呛。
静定结构,初参数法写挠度方程,可以提一嘴,就是对于弯矩,荷载,挠度表达式中凡是跟”EI“抗弯刚度搭界的,都可以分段写,但愣是没说。
闲话说完,开始今天的位移法。
位移法,船舶和土建比,船舶的位移法还是弱。
土建的位移法,
对于最基础的单跨梁,分为(1)梁端固定,(2)一端固定,一端简支,(3)一端固定,一端滑动;
对于普通荷载,分为(1)集中荷载,(2)均布荷载,(3)三角形荷载,(4)温度;
对于支座变形位移,分为(1)角位移,(2)线位移。
用力法计算载常数,形常数,积累出那个形常数与载常数表,内容相当丰富,
这个组织过程资产,属于优质的生产资料,生产力很强的。
船舶的位移法,首先是剪力方向规定与单跨简支梁不一样。
位移法,要求剪力正方向与y轴方向一致,单跨梁要求剪力绕隔离体逆时针。
单跨梁,没有(3)一端固定,一端滑动,遇上对称荷载,对称结构,有对称位移,比如门架,简化时必然遇上滑动支座,船舶的位移法无法处理;
荷载,船舶力法与位移法,对于温度变化导致的位移,内力啥的,只字未提;
原理么,土建与船舶就都一样的。
确定角位移和线位移等未知量后,依据总结的规律,写出弯矩表达式,剪力表达式,
切出隔离体,对于杆件,截面内力包括弯矩,轴力,剪力,然后就是平面力系的平衡,列写平衡方程,求解就是了。
平常直来直去的杆件,剪力在一个方向上,直接靠水平或者竖直方向的力平衡,就行了,
但是对于斜的杆件,不光位移需要投影计算,表达式也得考虑切出来的杆件携带的弯矩,轴力,剪力,非常麻烦。
这个就建议用力法,无论是三弯矩,还是能量法图乘,都方便。
最后提一嘴,对于弯矩图,习惯了土建的画在受拉一侧,再看船舶喜欢的画在刚架外侧,只能说,没法看。
对于单跨梁,剪力规定对截面逆时针为正,因此弯矩方程跟材料力学的正好反着来。
举例,对于均布荷载,材力顺时针,1/8*q*l^2,船舶这里,-1/8*q*l^2,这个负号,清楚地表明它是逆时针。
处理刚架的时候,计算跨中最大弯矩,叠加,得考虑清楚是正是负。
幸亏不作图乘,不然就那正负号,就搞死人了,稍不注意,就错到沟里去了。
只能说,这个学科的力学坐标系统,是有点绕的。
https://baike.baidu.com/item/%E9%83%AD%E6%97%A5%E4%BF%AE/5726560?fr=ge_ala
https://m.yunnan.cn/system/2022/04/28/032055227.shtml
这老爷子,好像是苏俄门派的,不知道真假。
本篇,完。
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