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1、二力構(gòu)件及其鉸鏈?zhǔn)芰Φ姆治鰲罟鹁辏ㄌ粕焦I(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河北唐山063020)一疽搭:技摘 要:在進(jìn)行受力分析時(shí),首先查找二力構(gòu)件,可以簡化受力分析;在不同的情)兄下,鉸鏈銷釘可看成單獨(dú)件或 件,使物體分析簡化。關(guān)鍵伺:二力構(gòu)件;鉸鏈;受力分析中圖分類號: TH131文獻(xiàn)標(biāo)識碼:AAnalysis of the Forces on the Two - force Structural Partsand Their Feather JointsYAN G Gui - juan(Tangshan Indust rial Vocation - Technical College , Tangshan
2、 063020 )Abstract :Doing analysis of the forces , first of all , the two - force structural part s must be seeked , t hus t analysis can be simplified. In different canditions , the pin bolts of feather joints may be looked upon as sin part s or resultant part s , thus t he analysis of bodies can be
3、 simplified too .Key Words :two - force structural part ; feat her joint ; analysis of force在工程力學(xué)的教學(xué)中,“靜力學(xué)”部分是重要 的基礎(chǔ)之一,是將工程實(shí)物對象進(jìn)行科學(xué)的抽象, 簡化為力學(xué)的計(jì)算模型,受力圖是靜力學(xué)所特有 的力學(xué)模型。物體的受力分析方法和準(zhǔn)確無誤地作出受力 圖是靜力學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn),適當(dāng)?shù)剡x擇研究對象 并畫出正確的受力圖是求解靜力學(xué)問題的第一步, 也是學(xué)好靜力學(xué)的關(guān)鍵。毋受力圖時(shí),應(yīng)先找二 力構(gòu)件。畫其受力圖,再畫其他物體的受力圖, 即畫出主動(dòng)力和約束反力。其中,約束反力分: 的重點(diǎn)和難
4、點(diǎn)是鉸鏈反力的分析,鉸鏈反力是: 銷釘對連接件的反力。下面介紹二力構(gòu)件的分析問題。1二力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)二力構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形狀是任意的,但連接的 點(diǎn)必須是鉸鏈(見圖1)。圖1幾種典型二力構(gòu)件二力構(gòu)件的特點(diǎn):一是構(gòu)件由兩個(gè)鉸鏈約束, 每個(gè)約束力的反力方向一般是不定的;二是除了 這兩個(gè)約束力之外,構(gòu)件不再受其他力的作用, 也不計(jì)自重。凡滿足以上兩個(gè)特點(diǎn)的構(gòu)件,由于 必然形成二力平衡,它對物體的約束反力必在此 二約束點(diǎn)的連線。2二力構(gòu)件分析簡單的二力構(gòu)件:兩作用點(diǎn)鉸鏈連接,構(gòu)件 上無外力。構(gòu)件受力分析.件AC上有外力P作用,故AC不是二力構(gòu)件。構(gòu)件BC : B、C兩作用點(diǎn)為鉸鏈連接,且BC 上無外力作用
5、,故BC是二力構(gòu)件。受力分析見圖3。圖2構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖構(gòu)件AC : A、C兩作用點(diǎn)為鉸鏈連接,但構(gòu)圖3二力構(gòu)件受力分析圖BC為二力構(gòu)件,受力分析為:兩力作用點(diǎn)為 B、C,作用在BC連線上,方向可暫自定。AC的受力分析:C點(diǎn)處受BC桿通過銷釘施加的力Fc1 (與Fc反向,為作用力與反作用力關(guān)系。AC受外力P,A點(diǎn)受約束反力FA (也可用正 交分力xa、ya代替)。兩作用點(diǎn)鉸鏈連接,在鉸鏈處有外力作用 (如圖4)。圖4構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖及受力分析圖分析:B點(diǎn)處的外力G可看作是作用在桿件 AB的B點(diǎn),與BC無關(guān)。桿件BC兩力作用點(diǎn)為 B、C,作用在BC的連線上,那么BC為二力構(gòu) 件。分析就比較簡單,BC受力為F
6、b、Fc,等值反 向,在BC兩點(diǎn)連線上。桿件AB :在AB上有外力W作用。B點(diǎn)處有 G的作用和B處有BC桿給的反作用力FB1的作用。 A點(diǎn)的約束反力為XA、YA。此題中,若把重力G 方攵在BC桿上(銷釘在BC桿的B處),那么BC桿 就不能看成二力構(gòu)件。在分析二力構(gòu)件時(shí),銷釘在什么地方也有一定的影響(鉸鏈處有外力作用時(shí))。3銷釘?shù)姆治鲇靡粋€(gè)銷釘連接兩個(gè)構(gòu)件時(shí),可以把銷釘和 一個(gè)構(gòu)件看作一個(gè)整體來研究(見圖4)。AB構(gòu)件 中,將銷釘B和AB件看作一個(gè)整體,這樣理解 為:重物G掛在銷釘B上,可以簡化受力分析, 使BC為二力構(gòu)件。若把銷釘B看作是與BC件相 連,并且重物也掛在銷釘B上,則BC桿不是二力
7、 構(gòu)件,使得整個(gè)受力分析中AB、BC兩個(gè)構(gòu)件都 是非二力構(gòu)件,使分析比較復(fù)雜。故遇到此情況5. eiauc fsoucvvuvaucawn時(shí),應(yīng)該把銷釘與有外力的構(gòu)件看作一個(gè)整體。在復(fù)合鉸鏈中,鉸鏈反力是指銷釘對連接件 的反力,在分析銷釘反力時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):把銷釘作為一個(gè)物體來對待;明確銷釘鉸鏈有幾個(gè)物體(包括掛在銷釘上 的繩索);鉸接在一個(gè)銷釘上,各桿件之間無直接聯(lián)系, 都是通過銷釘來聯(lián)系的,即各桿與銷釘之間有作 用與反作用的關(guān)系;畫受力圖時(shí),根據(jù)具體情況確定銷釘是否單獨(dú)畫出;一般情況下,銷釘鉸接兩個(gè)構(gòu)件時(shí),銷釘無 論放在哪一個(gè)構(gòu)件上都不影響鉸接點(diǎn)處的反作用 力,兩者視為一個(gè)整體;若幾個(gè)構(gòu)
8、件鉸接在一起,銷釘應(yīng)作為一個(gè)對 象來研究,在進(jìn)行分析時(shí),比較簡單些;鉸接點(diǎn)受力,或與繩索相連,視為物體與銷 釘接觸,銷釘安裝在哪一個(gè)構(gòu)件上,集中力就跟 在哪一個(gè)構(gòu)件上。分析各構(gòu)件的受力情況(如圖5)。q圖5構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖及受力分析圖在此題中,鉸鏈C處有一外力P2,我們認(rèn)為 它掛在銷釘C上,并且銷釘C與桿件BC作為一 個(gè)構(gòu)件,這樣就可以確定桿件AC為二力構(gòu)件, 分析受力比較簡單。AC為二力桿,在A、C兩點(diǎn)受力分別為NA、NC,沿兩點(diǎn)的連線方向。BC桿受力,在鉸鏈C處受AC桿給的力NC1 (與NC為作用與反作用力)、外力q及七的作用。 B處的約束反力為XB、YB (方向自定)。分析各構(gòu)件受力情況(如圖6)。圖6構(gòu)件結(jié)構(gòu)圖及受力分析圖在此題中,鉸鏈C處為復(fù)合鉸鏈,若把C處 的銷釘單獨(dú)考慮,則AC、DC、BC均為二力構(gòu) 件,這樣就簡化了物體受力的分析過程。各構(gòu)件 分析如下:DC在D、C兩點(diǎn)受力分別為Ndc、 Ncd給兩點(diǎn)的連線方向;AC桿在A、C兩點(diǎn)受力 分別為Nac、Nca,作用在A、C線方向;BC桿在 B、C兩點(diǎn)受力為Nbc、N 作用在CB連線方 向。銷釘C作為一個(gè)構(gòu)件受力,DC桿給的力個(gè)整體來分析,故AB受的力、A點(diǎn)的約束反力Na、 Nb; AC桿給的力NAC1:外力P ;BC桿給的力NBC1。綜上所述,在進(jìn)行物體的受力分析時(shí),應(yīng)從 最簡單的、能夠畫出來的先畫。即從二力構(gòu)件畫 起,而
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