理论力学万能解题法(2)

2019-02-14 21:56

1)画出整体,AB(不带销钉B),BC(不带销钉B),销钉B的受力图; 2)画出整体,AB(不带销钉B),BC(带销钉B)的受力图; 3)画出整体,AB(带销钉B),BC(不带销钉B)的受力图。

[解法提示]: 1)由B点的特点,可用三力汇交确定FA方向。同样,由C点的特点,可用三力汇交确定FB方向。

(a) (b) (c) (d)

2),3)当销钉处没有集中力时,带不带销钉都一样,可把销钉处AB和BC间的力当作作用力与反作用力。注意,当销钉处有集中力时,则不能如此。

[例3] 如图,求静平衡时,AB对圆盘c的作用力方向。各处不光滑,考虑自重,圆盘c自重为P。

[解法提示]: 1)由E点的特点,可用三力汇交确定为DE方向。 [例4] 如图. 各处光滑,不计自重。

画受力图:构架整体、杆AB、AC、BC(均不包括销钉A、C)、销钉A、销钉C

[解法提示]: 先对整体用用三力汇交确定地面对销钉C的力方向。依次由a)~f)作图。

(a) (b)

(c)

(e) (f)

(d)

第2章 平面力系的简化和平衡

一 问题

问题1:本章注意问题有哪些? 1)找出二力轩 2)约束力画正确

3)①平面汇交力系:2个方程?能且只能求得2个未知量(以下“未知量”用?表示)

n1

平面力偶系: 1个方程?2个? n2 平面平行力系:2个方程?2个? n3 平面任意力系:3个方程?3个? n4

?一个系统总的独立方程个数为:

2n1?n2?2n3?3n4?能且只能求得相应数目?

②任意力学列方程方法 a) 一矩式

b)二矩式 AB不?y(力投影轴) c)三矩式 ABC不共线

注:a) ,b),c)可以相互推导得出,在推导的过程中会发现这些限制条件,应注意,否则会线性相关。

③具体对一个问题分析时注意

(1)所列方程必须线性无关,局部:方程1;局部 :方程2

方程1+方程2=整体方程 是不行的

(2)因此尽量选择一个对象列所有的方程,看未知力与方程数差数目再找其他物体列对

应方程

说明:方程1+方程2=整体方程,局部1,与局部2为整体的分离体,其中包含了两者间的内力,相加后消除内力,就推导出整体方程。 问题2:如何取研究对象,如何列方程 答:㈠、原则:(1)尽量列最少数目的方程

只包含待求未知量(优先) 尽量让每个方程能解出一个未知量 ㈡、解题思路(重要):

a)先整体,看能从3个方程中列几个有用方程,把能求出的未知量当作已知,方便以后分析,但不必具体求出其中的未知量的大小,以后须用到某个未知量,再回头求。 b)从待求量出发,向其周围前后左右,由近及远,延伸到光滑铰链连接点D处,对点D 取矩,依次类推。若碰到其他不待求未知量,表明很可能此路不通,不要再从此处突破。一般常用此方法。(本书称为顺藤摸瓜法)。

c) 若存在n个闭合回路,一般至少要多补充n个多余的方程,其中图中那些方向已知的力的信息必须加以利用,比如向其垂线投影。若不用此信息,此题一般无法求解,因为正是此信息才决定该结构不是其他结构,只有解题时体现其特殊性问题才能求解。 ㈢、如何用一个方程解一个未知量:

(1)向不待求未知量垂线投影 (2)在不待求未知量交点处取矩

问题3:平面桁架关键问题有哪些? 答:解题方法 1)??节点法:汇交力系???能且只能列2个独立方程。???能且只能列3个独立方程?截面法:平面任意力系

2)先找出零力杆。

3)(从整体 到 局部)先看整体能求出几个未知量(备用),找出零力杆 4)再从局部出发,一般先采用截面法。采用截面法应从以下原则入手:

a)一次截出3个未知量(因为平面任意力系最多只能列出3个方程),并最大限度包含待求未知量(目的是使方程个数最少)。

b)在使用截面法,截出3个未知量后,若求其中一个未知量,则另2个未知量要么平行,要么相交。则可

影?①对不待求未知量垂线投?尽量一个方程 解出一个未知量 ?取矩?②对不待求未知量汇交点5)注意零力杆判别

① ③ ①

F

① ②

二 典型习题

以下通过例题来演示上述介绍的方法。 (一)平面任意力系例题

【例1】如图.各处光滑,不计自重。结构尺寸如图,C、E处为铰接;已知:P = 10 kN,M = 12 kNm。求A、B、D处的支座反力。

【DE杆】

[解法提示]: 总共5个?,先对整体3个方程,再从局部(顺藤摸瓜)补充2个方程:

?ME?0,【BC杆】?MC?0。

答案:FD=12KN,FAX=-6KN,FAY=1KN,FBX=2KN,FBY=5KN 【说明】何锃课后习题2.14与此类似解法。

【例2】如图.各处光滑,不计自重。静定刚架尺寸如图所示,作用有分布力和集中力,集中力作用在销钉C上。 1)求销钉C对AC杆的约束力。

充2个方程即可:【销钉C+BC杆】答案:FCAX=-10KN,FCAY=-10KN

[解法提示]: 总共2个?,先对整体3个方程没用,故从局部(顺藤摸瓜)补

?MB?0,【AC杆不带销钉C】?MA?0。

2)若仅求销钉C对BC杆的约束力。与上述类似,【销钉C+AC杆】

?MA?0,


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