长杆件长度计量支撑点位置研究

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  摘要:在单根长量杆或长量块或长平面的计量中,要遵守最小变形原则,但是不同的测量,需要的最小变形各不相同,有些需要长度变化量最小,有的需要直线度变化量最小,有的需要两段平行度变化量最小,不同的支撑点位置达到的效果是不一样的,需要通过计算材料的形变来确定支撑点的位置。由于鲜有文章给出支撑点的位置及推到过程,本文给出一种长杆件计量中,支撑点位置的完整推导计算过程。
  关键词:长度计量 贝塞尔点 艾利点 计算方法
  一根结构均匀的长杆,在两个对称的支撑点的作用下达到平衡。受三个力的作用,分别是重力,两个位置对称的支持力。其中,重力是均匀载荷,两个支持力是集中载荷。设杆的长度为L,载荷密度为q(即重力线密度为q),两个支撑点距杆两端的距离都为k,则载荷的分布如图1所示。
  由于杆在和两个区间的受力和形变是完全对称相同的,因此下文中将不再分析杆在范围内的受力和形变,只分析范围内的受力和形变。
  借助计算机软件matlab可求出此方程的数值解。
  因此,贝塞尔支撑点为距离两端为全长的0.2203处时,杆的长度变化量最小。
  除艾利點和贝塞尔点外,还可借助之前推导出的扰曲线方程,式(14)、(15)求出直线度变化最小的点。
  结语:针对目前现有文献中,鲜有涉及长度计量中,长杆件支撑点位置贝塞尔点和艾力点的位置以及推导过程的,本文给出了艾力点和贝塞尔点的一种算法的详细推导过程,并且还通过扰曲线方程给出了长杆直线度变化最小的支撑点位置。
  参考文献:
  [ 1 ] 苏德矿,吴明华.微积分(上)[M].北京:高等教育出版社,2000
  [ 2 ] 魏鑫.MATLAB R2014a从入门到精通[M].北京:电子工业出版社,2015
  [ 3 ] 徐芝纶.弹性力学[M].北京:高等教育出版社,2016
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