集中载荷100N作用在矩形截面简支梁的弯曲变形数学表达式,,梁的长度为100mm,梁的高度为20mm,材料的弹性模量为210000MPa,并以左侧端点为原点绘制出整个梁的弯矩、转角和挠度曲线。MATLAB
时间: 2024-12-20 16:20:40 浏览: 11
集中力F=100N作用在简支矩形梁上,其弯曲变形可以通过静力学分析结合材料的线性弹性理论来计算。对于这类问题,可以使用欧拉-伯努利假设,即梁的变形主要表现为轴向位移和弯矩导致的弯曲。以下是数学模型的基本步骤:
1. 弯矩(M(x)):集中力产生的弯矩可用以下公式表示,其中x是距离左端点的位置:
M(x) = F * x
2. 转角(θ(x)):通过微分弯矩得到转角,对于简支梁:
θ(x) = (M(x) / E * I) * (x^2 - L^2 / 3)
其中E是弹性模量(210000 MPa),I是截面对称轴惯性矩,L是梁长(100mm)。惯性矩对于矩形截面为 I = b * h^3 / 12,b是宽度(假设高度h=20mm)。
3. 挠度(w(x)):再对转角积分得到挠度,同样考虑简支边界条件(w(0) = w(L) = 0):
w(x) = (M(x) / E * L) * (x - L / 6)
为了在MATLAB中绘制这些曲线,你可以编写类似这样的代码:
```matlab
% 参数设置
E = 210000e6; % 弹性模量, Pa
L = 100e-3; % 梁长, m
h = 20e-3; % 截面高度, m
b = h; % 假设宽度等于高度
I = b * h^3 / 12; % 惯性矩, m^4
% 定义x范围和步长
x = linspace(0, L, 1000);
% 计算弯矩、转角和挠度
M = 100 * x;
theta = (M ./ E .* I) * (x.^2 - L.^2 / 3);
w = (M ./ E .* L) * (x - L / 6);
% 绘制图形
figure;
subplot(3,1,1), plot(x, M), ylabel('弯矩(M)');
subplot(3,1,2), plot(x, theta), ylabel('转角(°)');
subplot(3,1,3), plot(x, w), ylabel('挠度(mm)');
xlabel('位置(x, m)');
```
运行这段代码会得到三个图形,分别显示弯矩、转角和挠度随位置的变化。
阅读全文