中心点荷重がかかる単純に支持された梁のたわみは、構造力学の原理、特にカスティリアーノの定理を使用して解析できます。この定理は、荷重適用点での変位を構造内のひずみエネルギーの偏導関数に関連付けます。中心に点荷重がある単純に支持された梁は、支持に対称的な反力を持ち、それぞれが荷重の半分を負担します。梁に沿った任意の点での曲げモーメントは、これらの反力から導出され、最も近い支持部からの距離に基づいて計算されます。
カスティリアーノの定理は、荷重が適用される点でのたわみは、荷重に対して梁のひずみエネルギーを微分することによって決定されることを示しています。ひずみエネルギーは、梁に沿った曲げモーメントに基づいて計算され、その長さにわたって積分されます。この梁の場合、曲げによるひずみエネルギーは、梁の長さの半分に沿って積分された曲げモーメント式の 2 乗から計算されます。
梁は対称であるため、この値は梁全体を考慮して 2 倍になり、梁の中心での偏向が計算されます。これは、荷重の大きさ、つまり梁の長さの 3 乗に依存し、慣性モーメントと梁断面の弾性率の積に反比例します。
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