基于VB建立《工程力学》中三种梁的剪力和弯矩图

　　1.模型的建立

　　1.1梁在单一载荷作用下剪力及弯矩方程Q(x),M(x)

　　以简支梁为例,在集中力,集中力偶和分布载荷作用下,剪力及弯矩方程式如下:

　　外伸梁和悬臂梁在单一载荷作用下剪力及弯矩方程,这里从略。

　　1.2梁在多个载荷作用下剪力和弯矩方程

　　实际情况梁所载荷并不是单一的,而是受多个在不同位置的载荷同时作用。根据力的独立作用原理,当梁上同时作用着几个载荷时,如果各载荷产生的效果互不影响,则它们所产生的总效果等于各载荷单独作用时所产生的同类效果的总和。应用此原理,我们可以先计算梁在单一载荷作用的剪力和弯矩,然后将多个载荷在同一位置所产生的剪力和弯矩作矢量和,由此可建立梁在多个载荷作用下剪力和弯矩方程。显然,方程式也是以载荷作用点、支座点为区间点的分段方程。对于象外伸梁上有跨越支座的分布载荷,是以支座点为分界点将其分成为在两个或三个单一区间的分面载荷,再按叠加原理处理。

　　2分析界面的创建

　　2.1界面介绍

　　本软件是基于Visual Basic (VB)开发的,积极吸取了VB快速、简单等特点,其分析界面更加简洁和友好。该软件和其他应用软件一样,包括:标题栏、标准工具栏、工具箱、分析窗口、对话框、信息窗口和提示栏。载工具箱中,给出集中力、集中力偶和分布载荷三种不同性质的载荷选项,在“新建”对话框中,给出简支梁、外伸梁和悬梁三种典型梁供选择。新建界面如图4所示。

　　2.2分析界面的创建及剪力和弯矩图的绘制

　　创建步骤分以下三步进行:

　　第一:选择梁的形式。单击“新建”对话框中一选项,选择一种梁的形式,如简支梁,并建立剪力坐标系和弯矩坐标系(Q—X和M—X)。图5所示。

　　第二:给梁加载荷。从工具箱中拖取一种载荷,加载于分析窗口中的梁上,并在载荷属性窗口设置载荷的性质,如:大小、位置、方向、分布载荷的分布规律和载荷序号等。重复上述过程,可以给梁加多种不同位置的载荷。

　　为了方便计算梁上各点的剪力和弯矩,所加同种性质的载荷对象应以控件数组的形式存在。以简支梁为例,初始设计时,在梁分析窗口加上各种载荷控件数组元素,下标为0,Visible属性置为False,在软件运行时,从工具箱拖取某种载荷后,程序动态加载该种载荷控件,得到新的数组元素,将该元素的Visible属性置为True,重复上述过程,即可实现多个该种载荷的加载。

　　第三:绘制剪力和弯矩图。单击“单步”,可以生成序号为1载荷作用下的剪力图和弯矩图,再单击“单步”,序号为2的载荷作用,并绘制两载荷作用下的剪力和弯矩图,依此类推。单击“全部”,可生成梁在所有载荷作用下的剪力图和弯矩图(图6示)。单击“清除”,可重新对梁进行加载。