第四部分靜力學(xué)應(yīng)用問(wèn)題桁架與摩擦教學(xué)ppt課件

1、第四章第四章 靜力學(xué)運(yùn)用問(wèn)題靜力學(xué)運(yùn)用問(wèn)題 桁架與摩擦桁架與摩擦第一節(jié)第一節(jié) 平面桁架平面桁架桁架實(shí)例桁架實(shí)例空空間間桁桁架架平平面面桁桁架架PF由平面桁架組合成空間桁架由平面桁架組合成空間桁架桁架的銜接點(diǎn)桁架的銜接點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)榫榫接接焊焊接接鉚鉚接接整整澆澆1.1.理想桁架的假設(shè)：理想桁架的假設(shè)：1都是直桿，軸線位于同一平面。都是直桿，軸線位于同一平面。2 2兩端用光滑鉸鏈銜接。兩端用光滑鉸鏈銜接。3載荷集中作用在節(jié)點(diǎn)，且與桁架共面。載荷集中作用在節(jié)點(diǎn)，且與桁架共面。桁架的特點(diǎn)：桁架中的每個(gè)桿件均為二力構(gòu)件或二力桿桁架的特點(diǎn)：桁架中的每個(gè)桿件均為二力構(gòu)件或二力桿PPPF2.靜定桁架構(gòu)成方法靜定

2、桁架構(gòu)成方法: 由桿件構(gòu)成的幾何外形不變的構(gòu)造由桿件構(gòu)成的幾何外形不變的構(gòu)造根本體根本體桿件數(shù)桿件數(shù)m和節(jié)點(diǎn)數(shù)和節(jié)點(diǎn)數(shù)n必定滿足以下關(guān)系：必定滿足以下關(guān)系：3332)3(23mnnnm、這是靜定桁架桿件、節(jié)點(diǎn)數(shù)必需滿足的條件。這是靜定桁架桿件、節(jié)點(diǎn)數(shù)必需滿足的條件。3.平面桁架的獨(dú)立平衡方程個(gè)數(shù)平面桁架的獨(dú)立平衡方程個(gè)數(shù) 平面靜定桁架的每一桿的內(nèi)力為一個(gè)未知數(shù)，連同支平面靜定桁架的每一桿的內(nèi)力為一個(gè)未知數(shù)，連同支座上的約束力的三個(gè)未知數(shù)，我們共有座上的約束力的三個(gè)未知數(shù)，我們共有m+3=2n m+3=2n 個(gè)未知數(shù)。個(gè)未知數(shù)。 以節(jié)點(diǎn)為研討對(duì)象，作用于每一節(jié)點(diǎn)上的力組成一平以節(jié)點(diǎn)為研討對(duì)象，作

3、用于每一節(jié)點(diǎn)上的力組成一平面匯交力系。因此，從每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可得到兩個(gè)平衡方程式，面匯交力系。因此，從每一個(gè)節(jié)點(diǎn)可得到兩個(gè)平衡方程式，n n 個(gè)節(jié)點(diǎn)共有個(gè)節(jié)點(diǎn)共有2n 2n 個(gè)平衡方程式。個(gè)平衡方程式。4. 求解桁架內(nèi)力的方法求解桁架內(nèi)力的方法1節(jié)點(diǎn)法節(jié)點(diǎn)法:將每個(gè)節(jié)點(diǎn)視為平面匯交力系平衡對(duì)象，逐個(gè)節(jié)點(diǎn)求解。將每個(gè)節(jié)點(diǎn)視為平面匯交力系平衡對(duì)象，逐個(gè)節(jié)點(diǎn)求解。2截面法：截面法：取部分桁架取部分桁架2個(gè)及個(gè)及2個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，視為平面恣意力系。個(gè)以上節(jié)點(diǎn)，視為平面恣意力系。AFABFADF0434 :022ADiyFFF 053 :0ADABixFFFD 05454 :0DBDAiyFFFkN3DEF解：

4、解：例例1 1：平面桁架如圖示，知：平面桁架如圖示，知：F=2kNF=2kN，試求：各桿的內(nèi)力與支座約束力。試求：各桿的內(nèi)力與支座約束力。2.5kN452ADF.5kN1ABF.5kN2DBF 05353 :0DEDADBixFFFFyxADFDAFDBFDEABCED4m3333F05353 :0EDEBECixFFFF 05454 :0EECEBiyFFFFC 054 :0CyCEiyFFF0;53 :0CxCECBixFFFF可取可取AC逐點(diǎn)求解一切內(nèi)力與約束力逐點(diǎn)求解一切內(nèi)力與約束力,再整體方程校核。再整體方程校核。0CxFEB 05454 :0BEBDiyFFF0;5353 :0BD

5、BEBABCixFFFFFkN5 . 4BCFkN6CyFkN5 . 2BEF7.5kNECFkN8 EFABCED4m3333FFBAFBCFBEFBDBEFEBFECFEFEDFCBFCxFCyFCEC-2.51.52.5-3.0-2.54.5-7.5ABCEDF將桿件的內(nèi)力標(biāo)在桁架上，可得到拉桿、壓桿的分布規(guī)律。將桿件的內(nèi)力標(biāo)在桁架上，可得到拉桿、壓桿的分布規(guī)律。 MB=0， 6F+FDE4=0ABCED4m3333F11例例2: 試求桿試求桿FDE的內(nèi)力。的內(nèi)力。FDE= 3kN解：用截面法，設(shè)法取不超越三個(gè)未知解：用截面法，設(shè)法取不超越三個(gè)未知力的截面物體分析。力的截面物體分析。1-

6、11-1截面左側(cè)截面左側(cè) ABDFDEFFABFDB2 2、零桿的判別、零桿的判別F1=0F2=0F3=0F2F1F1FF2=01 1、對(duì)稱(chēng)性、對(duì)稱(chēng)性a a無(wú)載二根無(wú)載二根非共線桿非共線桿b b無(wú)載三根桿，無(wú)載三根桿，二根共線桿二根共線桿c c有載二根非有載二根非共線桿共線桿求內(nèi)力時(shí)，可利用以下情況簡(jiǎn)化計(jì)算：求內(nèi)力時(shí)，可利用以下情況簡(jiǎn)化計(jì)算：構(gòu)造對(duì)稱(chēng)，載荷對(duì)稱(chēng)，那么內(nèi)力必對(duì)稱(chēng)；構(gòu)造對(duì)稱(chēng)，載荷反對(duì)稱(chēng)，那么內(nèi)力必反對(duì)稱(chēng)；例例3 3：平面桁架如圖，知：平面桁架如圖，知F F，試求桿，試求桿BHBH的內(nèi)力。的內(nèi)力。02 , 0BHAyCaFaFMaaADHECBFaa11解：解： 02320,AyCa

7、FaFMFDB為零桿為零桿1-11-1截面左側(cè)截面左側(cè) 11CFBHFDBFHEFABFAYFAXFF43Ay0FAyFAxFC整體整體FFBH23aaaabbFABCDEFGHIJKL也可以結(jié)合運(yùn)用節(jié)點(diǎn)法和截面法求解。也可以結(jié)合運(yùn)用節(jié)點(diǎn)法和截面法求解。解：解： 1. 用截面用截面m-m將桿將桿HK，HJ ， GI ， FI 截?cái)?。截?cái)?。ABCDFGHIFFHKFGIFHJFFImm 取右半桁架為研討對(duì)象，受取右半桁架為研討對(duì)象，受力分析如圖。力分析如圖。例例4 4：懸臂式桁架如下圖。：懸臂式桁架如下圖。a=2 ma=2 m，b=1.5 mb=1.5 m，試求桿件，試求桿件GHGH，HJHJ，HKHK的內(nèi)力。的內(nèi)力。032 , 0aFbFMHKIFFHK2 FFEH34ABCDEFnnFFEHFDFFEGFCF取右半桁架為研討對(duì)象取右半桁架為研討對(duì)象HFHKFHJFEHFGH節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)H,Fy0 0HJ22GHFb