7.  图1所示为变截面梁,试求在F力作用下截面B的竖向位移和截面A的转角。
   
【正确答案】解:(1)如图1(a)所示
   ①求B截面的竖直位移
   在B面上增加一个竖直向下的虚力F0,并建立坐标系,如图2(a1)所示,由静力平衡条件可得固定端C截面支反力:R=F+F0,M=2Fa+F0a。
   

   
   图2

   由此可列出各段弯矩方程:
   AB段:M(x1)=-Fx1,(0≤x1≤a)
   BC段:M(x2)=-[Fx2+F0(x2-a)],(a≤x2≤2a)
   故梁内应变能:
   由卡氏定理得B截面铅垂位移:
   
   ②求A截面转角
   在A截面增加一逆时针方向的虚力偶矩M0,并建立坐标系,如图2(a2)所示,由静力平衡条件可得C截面上:R=F,M'=2Fa+M0
   由此可列出各段弯矩方程:
   AB段:M(x1)=-(Fx1+M0),(0≤x1≤a)
   BC段:M(x2)=-(Fx2+M0),(a≤x2≤2a)
   由卡氏定理可得A截面转角:
   
   (2)如图1(b)所示
   用图乘法,根据题意,作在已知载荷F作用下的弯矩图,如图2(b)所示。为求得B截面位移和A截面转角,在B点施加单位载荷F0=1,在A点加施单位力偶矩M0=1,并作出相应的弯矩图,分别如图2(b1)、(b2)所示。
   由图乘法可得B截面的竖向位移为:
   
   A截面转角:
   
【答案解析】