梁の内力 わかりやすく

切断位置をドラッグすると、中で起きることが分かります。残した破片が釣り合うには、断面がその側の荷重を打ち消す内部のせん断とモーメントをちょうど出さねばならず、それが中実のはりの中で実際に起きることです。切った場所が読む場所です。

断面は三つの内部作用を受けられます。軸に沿って引くか押す軸力 N、横に切るせん断力 V、はりをたわませる曲げモーメントで、切り替えるとそれぞれが材料をどう変形させるか見えます。引き、切り、曲げる三つの筋です。

切断面のせん断は、片側にあるすべての横向きの力の和です。中央荷重のはりで切断をドラッグすると、荷重を越えるときせん断が +P2 から -P2 へ階段のように跳び、そうしてせん断図が描かれます。荷重を越えた瞬間に符号がひっくり返ります。

切断面の曲げモーメントは、片側の荷重が切断点について作るモーメントです。ドラッグしていくと、モーメントが荷重の下の頂点 P L4 までまっすぐ上がってから下り、それが三角形の曲げモーメント図です。中央が最も多くたわみます。

二つの図はつながっています。モーメント曲線の傾きがせん断なので dM/dx = V であり、だからせん断が 0 を通るところで曲げモーメントが最大になります。はりが最も壊れやすいまさにその点で、マーカーをドラッグして探すと位置が決まります。傾きが消えるところが頂上です。