matlab 材料力学计算程序

1．1 基本方法和模型的建立

在小变形条件下，根据力的独立作用原理，无

论载荷多么复杂，都可以将其分解为若干简单载

1 复杂载荷作用F的简支梁

然后应用叠加法得到复杂载荷下梁内的弯矩：如

图1所示为受任意载荷的简支梁。在集中力偶、

集中力和分布载荷单独作用下的弯矩方程分别为

MM( )= RMA-丁+M( 一＆)

R ：一 M (1)

Mp( )= R^P —P( —b)

= 一 P

MfJ( )=R 一 1 q( —c)生二【】： ± 2 L (3)

则在集中力偶M 、集中力P和分布载荷q共同作

用下的弯矩方程为

M ( )= MM( )+MfJ( )+M ( ) (4)

以上各式中应用了跳跃函数，其意义如下

f 0 (I『≤ )

一L『 1( 。， ) ( >)

1．2 计算机分析的实现过程

根据上面介绍的计算模型可应用Matlab编

制如下的计算程序

clear；

L=input( L(In)= )．

M=input( M(KNm)= )．

a input( a(In)= )．

P=input( P(KNm)= )．

b=input( b(In)= )．

q=input( q(KN／m)= )；

c=input( c(In)= )．

d=input( d(In)= )．

nd= 3000；

nf=nd+l：

x=linspace(0，L，nf)；

dx=L／nd；

％ * * * * * * * * * * * * * * * * *

RMA= M／L；nl=a／dx+l；

MM1=RMA X(1：n1)：

MⅣI2=RMA X(nl+l：nf)+M ：

MM=[MMl，MM2 J；

％ * * * * * * * * * * * * * * * * * *

nl=b／dx+1；bb=L—b；

RPA=bb／L*P：

M[Pl=RPA*X(1：n1)；

M口f)2=RPA X(nl+l：nf)

P*(x(nl+l：nf)一b)；

MP=[MP1，MP2 J；

％ * * * * * * * * * * * * * * * * * *

nl=c／dx+l：

n2=d／dx+1；

RqA (L一0．5*(c+d))／L q*(d—c)；

Mql=RqA*X(1：n1)；

Mq2=RqA X(nl+l：n2)一

0．5 q (X(nl+l：n2)一c)． 2；

Mq3=RqA X(n2+l：nf)一

0．5 q*(X(n2+l：nf) c)． 2

+0．5 q*(X(n2+l：nf)一d)． 2；

Mq=[Mql，Mq2，Mq3]；

‘J／n* * * * * * * * * * * * * * * * *

M = MM +MP+Mq：

subplot(2，l，1)；Mmax=max(M)，Mmin=

rain(M)

plot(X，M)，

title(’复杂载荷作用下的弯矩图’)

grid

当L =3 In、M =15 kNm、q=30 kN／m、“

= 0．5 nl、6= l In、f=1．5 In、d =2．5 In时，运

行程序时，得到如图2所示的弯矩图，最大和最小

弯矩分别为Mmax=33．333 kN、Mmin=0=

材料的力学性能主要包括:抗拉强度、延伸率、硬度、抗压强度等。

材料的力学性能与结构试验的关系：一个结构或构件的受力和变形特点，除受荷载等外界因素影响外，还要取决于组成这个结构或构件的材料内部抵抗外力的性能。

充分了解材料的力学性能，对于在结构试验前或试验过程中正确估计结构的承载能力和实际工作状况，以及在试验后整理试验数据，处理试验结果等工作都具有非常重要的意义。

材料的力学性能:主要是指材料的宏观性能，如d性性能、塑性性能、硬度、抗冲击性能等。它们是设计各种工程结构时选用材料的主要依据。各种工程材料的力学性能是按照有关标准规定的方法和程序，用相应的试验设备和仪器测出的。

表征材料力学性能的各种参量同材料的化学组成、晶体点阵、晶粒大小、外力特性（静力、动力、冲击力等）、温度、加工方式等一系列内、外因素有关。材料的各种力学性能分述如下：　材料在外力作用下发生变形，如果外力不超过某个限度，在外力卸除后恢复原状。材料的这种性能称为d性。

外力卸除后即可消失的变形，称为d性变形。表示材料在静载荷、常温下d性性能的一些主要参量可以通过拉伸试验进行测定。

---