平面一般力系平衡的充分与必要条件是:力系的主矢和主矩同时为零。上式称为平面一般力系的平衡方程,平面一般的平衡方程有三个,可求解最多三个未知量。显然各力作用线在同一平面内且任意分布,属于平面一般力系。列平衡方程要根据物体所受的力系类型列出。比如,平面任意力系只能列出三个独立的平衡方程,平面汇交力系或平面平行力系只能列两个;平面力偶系只能列一个;对于由n 个物体组成的系统,可列出3n 个。......
2023-06-19
平面任意力系是工程实际中最常见的一种力系,工程计算中的许多实际问题都可以简化为平面任意力系问题来处理。
案例导入:如图3-27 所示为曲轴冲床简图,由曲轮I、连杆AB 和冲头B 组成。A、B 处为铰链连接。OA=R,AB=l。忽略摩擦和自重,当OA 在水平位置、冲压力为F 时系统处于平衡状态。(1)分析并画出曲轮、连杆及冲头的受力图。(2)利用所学的知识求出冲头给导轨的侧压力。(3)求出作用在曲轮I 上的力偶矩M 的大小。利用之前所学知识容易解决前两个问题,但为了解决第三个问题,我们还需要学习平面任意力系的简化、平衡等问题。
图3-27 曲轴冲床简图及构件受力分析图
经过分析可知:(1)冲头B 承受平面汇交力系作用[图3-27(b)],连杆AB 为二力杆[图3-27(c)],曲轮承受平面任意力系作用[图3-27(d)]。
(2)由于冲头承受平面汇交力系作用,在已知冲压力F 的情况下,只要利用平面汇交力系的平衡方程式就可求出冲头给导轨的测压力FN 和连杆AB 受到的力FB′。
(3)由于曲轮I 承受平面任意力系作用,利用已学过的平面汇交力系平衡和力偶系平衡方程,无法求解力偶矩M 的大小。
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2023-06-19
在平面内任取一点O,称为简化中心。图3-31平面力系的简化过程与结果简化方法:应用力的平移定理,把各力都平移到点O。因为力偶对于平面内任意点的矩都相同,因此当力系合成为一个力偶时,主矩与简化中心的选择无关。......
2023-06-19
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2023-06-16
平面汇交力系合成的几何法设一刚体受到平面汇交力系F1、F2、F3、F4 的作用,各力的作用线汇交于一点A。若平面汇交力系有n 个力,用FR 表示合力矢,则有合力矢对刚体的作用与原力系对该刚体的作用是等效的。图3-17几何法求约束力根据平面汇交力系平衡的几何条件,此3 个力可以组成一个封闭的三角形。......
2023-06-26
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2023-06-16
若已知Fx、Fy 值,可求出F 的大小和方向,即2.平面汇交力系合成的解析法设刚体上作用有一个平面汇交力系F1、F2、…应用式(3-6)、式(3-7)计算合力大小和方向的方法,称为平面汇交力系合成的解析法。案例3-4 求图3-12 所示平面汇交力系的合力。式(3-9)称为平面汇交力系的平衡方程,这是相互独立的两个方程,所以只能求解两个未知量。由于滑轮的大小可忽略不计,故这些力可看作是平面汇交力系。......
2023-06-19
平面一般力系有三个独立的平衡方程,可以求解三个未知量。刚架受平面任意力系的作用,三个支座反力是未知量,可由平衡方程求出。(二)平衡方程的其他形式前面通过平面一般力系的平衡条件导出了平面一般力系平衡方程的基本形式,除此之外,还可以将平衡方程改写成二力矩式和三力矩式的形式。图4-7由上述可知,平面一般力系共有三种不同形式的平衡方程组,均可用来解决平面一般力系的平衡问题。......
2023-08-26
平面汇交力系可以建立两个独立的平衡方程,解算两个未知量。继续取8、6、7等结点为隔离体,可求得桁架右半边各杆的内力。图12-30桁架轴力示意在桁架内力计算时,往往会遇到内力为零的杆件,这种杆件称为零杆。计算桁架的内力宜从几何分析入手,以便选择适当的计算方法,灵活地选取隔离体和平衡方程。除结点法外,计算桁架内力的另一基本方法是截面法。截面法适用于联合桁架的计算以及简单桁架中求少数指定杆件内力的情况。......
2023-06-16
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