EPURALAB · УЧЕБНОЕ РЕШЕНИЕ

Балка с заделкой и дополнительной опорой

Метод перемещений · линейно-упругая постановка

1. Исходные данные и знаки

Расчётная схема
Расчётная схемаx →, y ↑ · координаты в метрах · стрелки сил показаны условноe0q=(0; -2) кН/мn0(0; 0)n1(6; 0)Линейно-упругая схема · локальная ось стержня a → b

x →, y ↑, положительные внешние моменты — против часовой стрелки. M отложен на растянутом волокне. Координаты — м, силы — кН, моменты — кН·м. Степень статической неопределимости n = 1; независимых узловых перемещений — 2.

СтерженьУзлыL, мEA, кНEI, кН·м²
e0n0 → n16200000020000

2. Основная система и неизвестные

Все вычисления выполняются без округления; округляется только печатная выдача. Учитываются изгибные и продольные деформации: ∫MiMj/EI + ∫NiNj/EA. Сдвиговые деформации не учитываются.

ОбозначениеФизический смыслЕдиница
Z11·ux(n1) + -6.12323e-17·uy(n1)м
Z21·θ(n1)рад

3. Связь моментов с перемещениями

ψ = (vᵦ − vₐ)/L. Узловые повороты и концевые моменты положительны против часовой стрелки. Знаки могут отличаться от пособий, где на каждом конце принят свой положительный момент.

СтерженьСоотношениеψ, радMa⁰; Mb⁰, кН·м
e0Ma = 2EI/L·(2θa + θb − 3ψ) + Ma⁰; Mb = 2EI/L·(θa + 2θb − 3ψ) + Mb⁰-8.43615e-396; -6

5. Канонические уравнения и решение

ΣrᵢⱼZⱼ + RᵢP = 0

(333333,3)·Z1 + (2.04108e-13)·Z2 + (-3.67394e-16) = 0
(2.04108e-13)·Z1 + (13333,33)·Z2 + (-6) = 0
УравнениеZ1Z2RᵢP
1333333,32.04108e-13-3.67394e-16
22.04108e-1313333,33-6
НеизвестноеЗначениеЕдиница
Z18.26637e-22м
Z20,00045рад

6. Реакции и окончательные эпюры

ОпораУзелКомпонентаЗначение
s0n0Rx-2.75546e-16 кН
s0n0Ry7,5 кН
s0n0M9 кН·м
s1n1R4,5 кН
Расчётная схема
Расчётная схемаx →, y ↑ · координаты в метрах · стрелки сил показаны условноe0q=(0; -2) кН/мn0(0; 0)n1(6; 0)Линейно-упругая схема · локальная ось стержня a → b
Эпюра N, кН
Эпюра N, кНПоложительные ординаты отложены по локальной нормали n000e0n0n1Линейно-упругая схема · локальная ось стержня a → b
Эпюра Q, кН
Эпюра Q, кНПоложительные ординаты отложены по локальной нормали n7,50-4,5e0n0n1Линейно-упругая схема · локальная ось стержня a → b
Эпюра M, кН·м
Эпюра M, кН·мM отложен на растянутом волокне; масштаб усилий общий для всех стержней-95,06250e0n0n1Линейно-упругая схема · локальная ось стержня a → b

7. Перемещения и контроль

Узелux, мuy, мθ, рад
n0000
n18.26637e-22-5.06169e-380,00045
ПроверкаНевязкаРезультат
Равновесие свободных степеней свободы8.88178e-16Пройдена
Совместность деформаций5.42101e-20Пройдена
Опорные перемещения0Пройдена
Узловое равновесие8.88178e-16Пройдена
Стержень e0: равновесие8.88178e-16Пройдена
Стержень e0: перемещения концов5.42101e-20Пройдена
ΣFx, ΣFy, ΣM0Пройдена

Линейная теория первого порядка; без сдвиговых деформаций, потери устойчивости, пластичности, температуры и осадок.

Методические ориентиры: F. Udoeyo: метод сил; метод перемещений. Схемы и вычисления сформированы этим модулем.