平面桿系結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性分析學(xué)習(xí)教案

1、平面平面(pngmin)桿系結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性桿系結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性分析分析第一頁(yè)，共58頁(yè)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先必須(bx)面對(duì)的問(wèn)題。第1頁(yè)/共58頁(yè)第二頁(yè)，共58頁(yè)。第2頁(yè)/共58頁(yè)第三頁(yè)，共58頁(yè)。第3頁(yè)/共58頁(yè)第四頁(yè)，共58頁(yè)。第4頁(yè)/共58頁(yè)第五頁(yè)，共58頁(yè)。第5頁(yè)/共58頁(yè)第六頁(yè)，共58頁(yè)。第6頁(yè)/共58頁(yè)第七頁(yè)，共58頁(yè)。結(jié)構(gòu)分析時(shí)，不能僅憑直覺(jué)去研判對(duì)象。如何判定一個(gè)桿系能夠成為結(jié)構(gòu)呢？第7頁(yè)/共58頁(yè)第八頁(yè)，共58頁(yè)。第8頁(yè)/共58頁(yè)第九頁(yè)，共58頁(yè)。第9頁(yè)/共58頁(yè)第十頁(yè)，共58頁(yè)。幾何不變體系幾何不變體系幾何可變體系幾何可變體系第10頁(yè)/共58頁(yè)第十一頁(yè)，共58頁(yè)。第11頁(yè)/共

2、58頁(yè)第十二頁(yè)，共58頁(yè)。第12頁(yè)/共58頁(yè)第十三頁(yè)，共58頁(yè)。0coscos21FFFx0sinsin21PyFFFFsin221PFFF力無(wú)窮大第13頁(yè)/共58頁(yè)第十四頁(yè)，共58頁(yè)。第14頁(yè)/共58頁(yè)第十五頁(yè)，共58頁(yè)。第15頁(yè)/共58頁(yè)第十六頁(yè)，共58頁(yè)。第16頁(yè)/共58頁(yè)第十七頁(yè)，共58頁(yè)。O OY YX XA Ax xy y第17頁(yè)/共58頁(yè)第十八頁(yè)，共58頁(yè)。O OY YX XA Ax xy y 第18頁(yè)/共58頁(yè)第十九頁(yè)，共58頁(yè)。第19頁(yè)/共58頁(yè)第二十頁(yè)，共58頁(yè)。幾種約束裝置：鏈桿、鉸聯(lián)接(lin ji)、剛性聯(lián)接(lin ji)第20頁(yè)/共58頁(yè)第二十一頁(yè)，共58頁(yè)。一個(gè)

3、剛性鏈桿相當(dāng)于一一個(gè)剛性鏈桿相當(dāng)于一個(gè)約束，能使體系個(gè)約束，能使體系(tx)減少一個(gè)自由度減少一個(gè)自由度一個(gè)一個(gè)(y )剛性鉸相當(dāng)剛性鉸相當(dāng)于兩個(gè)約束，或相當(dāng)于于兩個(gè)約束，或相當(dāng)于兩根鏈桿的作用兩根鏈桿的作用A第21頁(yè)/共58頁(yè)第二十二頁(yè)，共58頁(yè)。實(shí) 鉸虛 鉸無(wú)窮鉸(b)中兩根鏈桿延長(zhǎng)線交于A點(diǎn)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度考察，由于鏈桿1的制約，剛體(gngt)在B點(diǎn)只能沿著垂直鏈桿1的方向運(yùn)動(dòng)，在C點(diǎn)只能沿著垂直鏈桿2的方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)效果圍繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)虛鉸(c)中兩根平行的鏈桿，剛體(gngt)只能沿水平方向運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于繞著無(wú)窮遠(yuǎn)一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)窮鉸第22頁(yè)/共58頁(yè)第二十三頁(yè)，共58頁(yè)。自由度，相當(dāng)于三個(gè)約束。

4、第23頁(yè)/共58頁(yè)第二十四頁(yè)，共58頁(yè)。第24頁(yè)/共58頁(yè)第二十五頁(yè)，共58頁(yè)。第25頁(yè)/共58頁(yè)第二十六頁(yè)，共58頁(yè)。ABPABP第26頁(yè)/共58頁(yè)第二十七頁(yè)，共58頁(yè)。第27頁(yè)/共58頁(yè)第二十八頁(yè)，共58頁(yè)。第28頁(yè)/共58頁(yè)第二十九頁(yè)，共58頁(yè)。第29頁(yè)/共58頁(yè)第三十頁(yè)，共58頁(yè)。何不變體系三個(gè)相對(duì)自由度，三個(gè)約束，無(wú)多余約束。A1B第30頁(yè)/共58頁(yè)第三十一頁(yè)，共58頁(yè)。A1B第31頁(yè)/共58頁(yè)第三十二頁(yè)，共58頁(yè)。變體系。A3B12相交于無(wú)窮遠(yuǎn)處第32頁(yè)/共58頁(yè)第三十三頁(yè)，共58頁(yè)。1 12 23 31 12 23 3非幾何(j h)不變體系第33頁(yè)/共58頁(yè)第三十四頁(yè)，共58頁(yè)

5、。第34頁(yè)/共58頁(yè)第三十五頁(yè)，共58頁(yè)。整個(gè)體系是幾何不變的，且無(wú)多余約束(yush)ABC1第35頁(yè)/共58頁(yè)第三十六頁(yè)，共58頁(yè)。第36頁(yè)/共58頁(yè)第三十七頁(yè)，共58頁(yè)。第37頁(yè)/共58頁(yè)第三十八頁(yè)，共58頁(yè)。A AB BC C幾何幾何(j h)(j h)不變不變體系體系虛鉸虛鉸實(shí)鉸實(shí)鉸瞬變不變體系瞬變不變體系(tx)(tx)第38頁(yè)/共58頁(yè)第三十九頁(yè)，共58頁(yè)。構(gòu)成(guchng)幾何不變體系，且無(wú)多余約束第39頁(yè)/共58頁(yè)第四十頁(yè)，共58頁(yè)。例例 對(duì)如圖所示的體系對(duì)如圖所示的體系(tx)(tx)進(jìn)行幾何組成分析。進(jìn)行幾何組成分析。因三鉸在一因三鉸在一直線直線(zhxin)(zhxi

6、n)上，故該體上，故該體系為瞬變體系為瞬變體系。系。解：將解：將ABAB、BEDBED和基礎(chǔ)分別作為剛片和基礎(chǔ)分別作為剛片I I、II II、III III。剛。剛片片I I和和II II用鉸用鉸B B相聯(lián)；剛片相聯(lián)；剛片I I和和III III用鉸用鉸A A相聯(lián)；剛片相聯(lián)；剛片II II和和III III用虛鉸用虛鉸C(DC(D和和E E兩處支座兩處支座(zh zu)(zh zu)鏈桿的交點(diǎn)鏈桿的交點(diǎn)) )相相聯(lián)。聯(lián)。第40頁(yè)/共58頁(yè)第四十一頁(yè)，共58頁(yè)。AB和和AC所組成的所組成的ABC構(gòu)構(gòu)造，不會(huì)造，不會(huì)(b hu)對(duì)增加體對(duì)增加體系系S的自由度。的自由度。第41頁(yè)/共58頁(yè)第四十二頁(yè)

7、，共58頁(yè)。A AB BC C第42頁(yè)/共58頁(yè)第四十三頁(yè)，共58頁(yè)。例5：分析圖示體系(tx)的幾何穩(wěn)定性ABCDGHJE第43頁(yè)/共58頁(yè)第四十四頁(yè)，共58頁(yè)。第44頁(yè)/共58頁(yè)第四十五頁(yè)，共58頁(yè)。例例 試對(duì)圖中所試對(duì)圖中所示鉸結(jié)鏈桿體系作示鉸結(jié)鏈桿體系作幾何組成幾何組成(z (z chn)chn)分析。分析。第45頁(yè)/共58頁(yè)第四十六頁(yè)，共58頁(yè)。例例 試對(duì)圖中所示體系進(jìn)行幾何試對(duì)圖中所示體系進(jìn)行幾何(j (j h)h)組成分析。組成分析。第46頁(yè)/共58頁(yè)第四十七頁(yè)，共58頁(yè)。ABCDGHJE第47頁(yè)/共58頁(yè)第四十八頁(yè)，共58頁(yè)。第48頁(yè)/共58頁(yè)第四十九頁(yè)，共58頁(yè)。幾何不變體系，且有4個(gè)多余約束第49頁(yè)/共58頁(yè)第五十頁(yè)，共58頁(yè)。例例 試分析圖試分析圖6.156.15所示的體系的幾何所示的體系的幾何(j h)(j h)組成。組成。第50頁(yè)/共58頁(yè)第五十一頁(yè)，共58頁(yè)。第51頁(yè)/共58頁(yè)第五十二頁(yè)，共58頁(yè)。例：分析(fnx)圖示體系的幾何穩(wěn)定性第52頁(yè)/共58頁(yè)第五十三頁(yè)，共58頁(yè)。解：2.去掉去掉(q dio)二元體二元體DG和和FG、EF和和CF；3.對(duì)余下部分，將折桿對(duì)余下部分，將折桿ADE、桿、桿BE和基礎(chǔ)和基礎(chǔ)分別看作剛片，它們通過(guò)不共線的三個(gè)鉸分別看作剛片，它們通過(guò)不共線的三個(gè)鉸A、E、B兩兩相連，故為無(wú)多余約束的兩兩相