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叠加原理

2020-04-09 21:01

多个因素共同作用于体系所产生的效应等于各个因素单独作用所产生效应之和的原理。应用叠加原理处理工作条件复杂的弹性体系,可以将它们分成若干个简单的情况来分析,然后进行叠加得到最终的结果。

叠加原理只适用线弹性体系,也就是位移和荷载成线性关系的体系;对于这种体系,材料必须符合胡克定律, 且变形很小,不改变荷载作用位置。这两个条件被称为物理线性条件和几何线性条件。对于非线性弹性材料和弹塑性材料所组成的体系以及大变形问题,计算时就不能应用叠加原理。

杆件纵横弯曲图

同时满足几何线性条件和物理线性条件是能够应用叠加原理的基本前提。例如,图中所示的同时受轴向力(S)和横向力(Pi)作用的杆件(通常称纵横弯曲杆),当杆的抗弯刚度足够大时,x截面处弯矩M=

,内力与外力成线性关系,可以应用叠加原理。如果杆在最小刚度平面(oz)内发生的挠度与杆件尺寸同阶,这时截面弯矩与荷载的关系为

,因挠度(y)同时是Pi和S的函数,变形与荷载不再是线性的,故不能应用叠加原理。

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