節點載荷

節點載荷又叫集中荷載，是指反力作用在一個點上的荷載稱之為集中荷載，其單位為千牛頓。

基本介紹

• 中文名：節點載荷
• 套用領域：理論力學，物理學
• 又名：集中荷載

相關概念

集中荷載：反力作用在一個點上的荷載叫集中荷載，比如構造柱布置在樑上那么這一點的荷載就叫做集中荷載。
均布荷載：連續作用在構件表面的較大面積上，不能看成集中荷載，且任意兩個荷載的大小方向均相同的荷載稱為均布荷載。例如牆的自重。其單位為千牛頓每米。

剛架節點載荷分析

在桿繫結構中，對於剛架結構，承受的載荷既可能作用在節點上，也可能不直接作用在節點上，而作用在桿單元的其餘點上，稱為非節點載荷。

對於非節點載荷的處理是有限元中列出總體平衡方程的關鍵，處理的辦法就是把非節點載荷移植到節點上，教材上給出了兩個步驟：（1）載荷移植原理；（2）固定端反力和反力矩的計算，需要用到材料力學中的公式。

但是對於很多自學者而言，在學有限元法之前，根本沒接觸到材料力學，或者力學部分基礎比較薄弱，這樣理解起來就很難，桿的方向發生變化後，就不知道該如何等效了，並且從歷年的考試中看出，考試時也沒有給出固定端反力和反力矩的計算公式。

簡單的說非節點載荷的處理就是要等效到節點上，等效的含義就是作用在非節點上的效果和作用在節點上的效果應該是一樣的。

節點載荷等效分析

下面以常見的幾種非節點載荷分析一下等效到節點上後的情況。

集中力

集中力的形式大體上有兩類，一類是垂直作用到桿上的力，另一類是平行於桿的力。就這兩種形式的力分別分析，但僅限於分析作用一個力的情況，多個力的情況和這類似。

當作用在桿上有一個與桿垂直向下的力，在這個力的作用下，會使整個桿產生與力方向相同方向的位移，同時會使節點產生順時針角位移，會使節點產生逆時針角位移（角位移的方向可以根據力f對節點產生的力矩的方向進行判斷）。

彎矩

當作用在桿上的為一彎矩時，在這個力矩的作用下會使整個桿產生與彎矩方向相同的角位移，並且使力矩作用點的兩側沿與桿方向垂直的方向產生不同的位移。去掉彎矩後，桿的兩個節點還必須產生角位移和與桿垂直方向的位移，故每個節點都會存在彎矩和力。

均布載荷

當作用的是均布載荷q時，這時可以認為是作用在桿上有一個與桿垂直的力ql,等效方式參照與桿垂直的集中力，只不過，等效後的計算結果不一樣.

當所受的均布載荷為q時，則等效後i和j節點的彎矩大小為ql?2/12，載荷大小為ql/2，且等效後兩力的大小相等，方向相同，與均布載荷q的方向相同；彎矩的大小相等，方向相反，方向根據具體情況判斷。