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，共58頁。結(jié)構(gòu)設(shè)計時首先必須(bx)面對的問題。第1頁/共58頁第二頁，共58頁。第2頁/共58頁第三頁，共58頁。第3頁/共58頁第四頁，共58頁。第4頁/共58頁第五頁，共58頁。第5頁/共58頁第六頁，共58頁。第6頁/共58頁第七頁，共58頁。結(jié)構(gòu)分析時，不能僅憑直覺去研判對象。如何判定一個桿系能夠成為結(jié)構(gòu)呢？第7頁/共58頁第八頁，共58頁。第8頁/共58頁第九頁，共58頁。第9頁/共58頁第十頁，共58頁。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/共58頁第十一頁，共58頁。第11頁/共

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

3、剛性鏈桿相當(dāng)于一一個剛性鏈桿相當(dāng)于一個約束，能使體系個約束，能使體系(tx)減少一個自由度減少一個自由度一個一個(y )剛性鉸相當(dāng)剛性鉸相當(dāng)于兩個約束，或相當(dāng)于于兩個約束，或相當(dāng)于兩根鏈桿的作用兩根鏈桿的作用A第21頁/共58頁第二十二頁，共58頁。實 鉸虛 鉸無窮鉸(b)中兩根鏈桿延長線交于A點從運動學(xué)角度考察，由于鏈桿1的制約，剛體(gngt)在B點只能沿著垂直鏈桿1的方向運動，在C點只能沿著垂直鏈桿2的方向運動，運動效果圍繞A點轉(zhuǎn)動虛鉸(c)中兩根平行的鏈桿，剛體(gngt)只能沿水平方向運動，相當(dāng)于繞著無窮遠(yuǎn)一點轉(zhuǎn)動無窮鉸第22頁/共58頁第二十三頁，共58頁。自由度，相當(dāng)于三個約束。

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

5、。第34頁/共58頁第三十五頁，共58頁。整個體系是幾何不變的，且無多余約束(yush)ABC1第35頁/共58頁第三十六頁，共58頁。第36頁/共58頁第三十七頁，共58頁。第37頁/共58頁第三十八頁，共58頁。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鉸實鉸瞬變不變體系瞬變不變體系(tx)(tx)第38頁/共58頁第三十九頁，共58頁。構(gòu)成(guchng)幾何不變體系，且無多余約束第39頁/共58頁第四十頁，共58頁。例例 對如圖所示的體系對如圖所示的體系(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)鏈桿的交點鏈桿的交點) )相相聯(lián)。聯(lián)。第40頁/共58頁第四十一頁，共58頁。AB和和AC所組成的所組成的ABC構(gòu)構(gòu)造，不會造，不會(b hu)對增加體對增加體系系S的自由度。的自由度。第41頁/共58頁第四十二頁

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