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有關結構學裡彎矩的符號問題

文章發表於 : 2010 3月 30 (週二) 9:25 pm
#0 由 小蔡
最近有人問到這個問題,一時之間不知道怎麼回答,問題是,就一般靜定的結構,比如說簡支樑,長度為10m,中間(5m)有一個「順時針」10t-m的moment,則計算左邊支點的反力為1t向下,右邊支點的反力則為1t向上,那我的問題是,在畫彎矩圖的時候,為何在5m的地方,其彎矩是向上跳呢?而不是向下跳呢?也就是為何題目一開始的順時針彎矩是「正」的呢?這是自己假設的還是?若是自己假設的話,那代表符號法則相反的話,是否剪力、彎矩圖也會相反呢?很簡單的觀念問題,但一時忘了怎麼解釋,還請各位大大回答一下小弟的問題。謝謝

文章發表於 : 2010 3月 30 (週二) 9:54 pm
#1 由 edwinfan
取自由體時,沒過支點,算得之彎距1;過支點,算得之彎距2。
畫彎距圖時,支點處會有兩個彎距值。到底是往上畫還是往下畫,
全看取自由體時所算得之彎距值。

文章發表於 : 2010 3月 31 (週三) 11:04 am
#2 由 d8633030
為何在5m的地方,其彎矩是向上跳呢?
取左側自由體來看,"順時針"表示為"正彎矩",故需往上跳5,若為"逆時針"表示為"負彎矩",故需往下跳5
,所以看你取的"自由體",桿端力為何才決定?一般都是定義自由體"上緣受壓,剪力繞自由體順時針為正",而自由體兩側就變成,"剪力左下右上,彎矩左逆右順"

文章發表於 : 2010 3月 31 (週三) 8:25 pm
#3 由 小蔡
d8633030大大
我有點看不懂耶!彎矩為正應該是左順右逆吧?

文章發表於 : 2010 3月 31 (週三) 11:11 pm
#4 由 c3chen
小蔡 寫:d8633030大大
我有點看不懂耶!彎矩為正應該是左順右逆吧?


個人淺見,提供參考 (HI)
1.符號系統:彎矩正值:桿件左順右逆
2.例題計算
a.取彎矩作用點的左邊一點點計算左邊自由體,得彎矩-5t-m(內力)
b.取彎矩作用點的右邊一點點計算右邊自由體,得彎矩+5t-m(內力)
c.故於作用點的內力圖,為由-5至+5,即向上劃10

故順時針的外力彎矩,將造成作用點的內力彎矩突增正值

希望可以解決你的疑惑 (bingo)

Re: 有關結構學裡彎矩的符號問題

文章發表於 : 2010 3月 31 (週三) 11:48 pm
#5 由 yuhming
版主
反問你一個問題
簡支樑,長度為10m,中間(5m)有一個向下10t的集中載重
在畫剪力圖的時候,為何在5m的地方,其剪力是向下跳而不是向上跳呢?
想想看,道理是一樣的

Re: 有關結構學裡彎矩的符號問題

文章發表於 : 2010 4月 01 (週四) 12:02 am
#6 由 kassimali
小蔡 寫:最近有人問到這個問題,一時之間不知道怎麼回答,問題是,就一般靜定的結構,比如說簡支樑,長度為10m,中間(5m)有一個「順時針」10t-m的moment,則計算左邊支點的反力為1t向下,右邊支點的反力則為1t向上,那我的問題是,在畫彎矩圖的時候,為何在5m的地方,其彎矩是向上跳呢?而不是向下跳呢?也就是為何題目一開始的順時針彎矩是「正」的呢?這是自己假設的還是?若是自己假設的話,那代表符號法則相反的話,是否剪力、彎矩圖也會相反呢?很簡單的觀念問題,但一時忘了怎麼解釋,還請各位大大回答一下小弟的問題。謝謝


梁的內力符號系統當中, 彎矩採彎向上為正,在結構學習慣稱受壓側為正
(因為如果桿件放斜的,你就無法用上下做判斷了)

1.您所謂"5m的地方",嚴格說來應該是指節點5m處的"右邊一點點"
2.許多人判斷往上往下跳,都是用自己的"直覺判斷",但直覺往往是錯的
別怕浪費時間,將自由體切開來看!節點歸節點, 桿件歸桿件, 一目暸然!
3.你可從圖中清楚看到節點右邊一點點處, 為了滿足節點平衡, 必存在一逆時針的內彎矩(綠色)!
這逆時針的內彎矩在桿件內力符號系統是彎向上的, 故畫彎矩圖時會有個+5的值存在!
同理可知,彎矩圖同處的-5,是指節點的"左邊一點點"之內彎矩.-5到+5盡量別解釋成"往上跳",建議想成滿足節點靜平衡比較不會出錯
4.建議以靜平衡觀點判斷內力方向,並分清楚內力符號系統跟座標象限的差別.內彎矩規定往上彎為正,這是人為規定的;你如果規定往下彎為正(如果這麼做符合您"順時為正"的渴望),只是到時就換成彎矩圖上面是負,下面是正,反而更不直覺化!


圖檔

有錯請不吝賜教,
謝謝!

文章發表於 : 2010 4月 01 (週四) 9:05 am
#7 由 d8633030
小蔡 寫:d8633030大大
我有點看不懂耶!彎矩為正應該是左順右逆吧?


這個觀念也是看天一劉老師結構力學學來的,在畫靜定影響線時非常需要用到,
劉老師的光碟非常值得買,我全套都買下來了

文章發表於 : 2010 4月 01 (週四) 9:47 pm
#8 由 小蔡
to kassimali前輩
您這樣一講我就明白了,直接用力平衡去講解比較容易了解啦!