用計算機自動繪出彎矩剪力圖?

我們知道,一般情況下用計算機畫彎矩剪力圖,必須知道每一段剪力彎矩函數方程,這樣用mathcad或者matlab可以自動繪製出圖像。但是彎矩剪力方程是一個分段函數,所以要繪製出來,要計算每段的分段函數,這樣計算量太大,對比起人工計算也沒有什麼優勢,所以中間引入一個奇異函數,能簡化過程。只要牢記其中的規則,看受力圖就能得出方程。然後用軟件畫出彎矩剪力圖,繼而能輕鬆得出危險截面,即方便又直觀。下面以二級斜齒輪中間軸為例,說明下過程。已知條件如下(單位省略)

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

工具/原料

mathcad

受力分析和計算支座反力

分析齒輪受力方向,假定旋轉方向如圖,齒輪2(配對高速級小齒輪)左旋,那麼齒輪3必定左旋,因為要讓齒輪3產生的軸向力平衡齒輪2一部分力,再空間力轉化為水平和垂直面上分析。展開式二級齒輪的受力簡圖可以如下。

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

齒輪受力方向必須確保正確,否則前功盡棄。特別注意,軸向力會產生一個附加彎矩,彎矩大小如圖。

再根據力平衡計算支座反力。這個計算出負值,則與圖中假設相反。

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

列出剪力方程和彎矩方程

列方程前必須瞭解奇異函數,具體可以百度搜索。圖中Φ(x)函數,意思是當括號內的值大於0,則Φ(x)=1,小於0,則Φ(x)=0。

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

參考

瞭解清楚之後,方可輕鬆列出方程。

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

直接畫出函數圖象,打上剖面線就和我們常見的彎矩剪力圖一樣了。

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

和實際上畫出的圖吻合。

用計算機自動繪出彎矩剪力圖 適用於軸 樑

注意事項

注意齒輪受力方向

奇異函數的應用

希望大家一起交流學習。

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