力の空間系の平衡方程式の条件。 平面および空間力系の平衡方程式

平面的な力のような任意の空間力システムを、ある中心にもたらすことができます。 について 1 つの合力と 2 つの力をモーメントに置き換えます。 この力の体系のバランスのためには、同時に次のことが必要かつ十分であるという推論。 R= 0 および M o = 0。ただし、ベクトルとベクトルは、座標軸上のすべての射影がゼロに等しい場合、つまり次の場合にのみ消滅できます。 R x = R y = R z = 0 および M x = M y = M z = 0、または作用力が条件を満たす場合

Σ Xi = 0; Σ () = 0;

Σ やあ = 0; Σ 私の() = 0;

Σ Zi = 0; Σ エムズ() = 0.

したがって、力の空間システムが平衡するためには、システムのすべての力の各座標軸への射影の合計、およびシステムのすべての力のモーメントの合計が必要かつ十分です。これらの各軸に対する相対値はゼロに等しくなります。

収束力または平行力のシステムの特殊な場合、これらの方程式は線形依存し、6 つの方程式のうち 3 つだけが線形独立になります。

たとえば、軸に平行な力の系の平衡方程式は次のようになります。 オズ、次の形式になります。

Σ Zi = 0;

Σ () = 0;

Σ 私の() = 0.

力の空間系の影響下での体のバランスの問題。

このセクションの問題を解決するための原理は、平面力系の場合と同じです。 どの身体の平衡を考慮するかを確立した後、彼らは身体に課せられた接続をその反応に置き換え、この身体が自由であると考えて、この身体の平衡のための条件を作成します。 結果として得られる方程式から、必要な量が決定されます。



より単純な連立方程式を取得するには、より多くの未知の力と交差するか、それらに垂直になるように軸を描くことをお勧めします (投影や他の力のモーメントの計算が不必要に複雑になる場合を除く)。

方程式を作成する際の新しい要素は、座標軸の周りの力のモーメントの計算です。

一般的な図面から、任意の軸に対する特定の力のモーメントがどのようなものであるかを確認することが難しい場合は、問題の物体 (力とともに) を平面上に投影したものを補助図面に描くことをお勧めします。この軸に垂直です。

モーメントを計算するときに、対応する平面またはこの投影の腕への力の投影を決定する際に困難が生じる場合は、力を 2 つの相互に垂直な成分 (そのうちの 1 つはある座標に平行) に分解することをお勧めします。軸)、次にバリニョンの定理を使用します。

例5。フレーム AB(図 45) はヒンジによってバランスが保たれています そしてロッド 太陽。 フレームの端には荷重計が付いています R。 ヒンジの反応とロッドにかかる力を調べてみましょう。

図45

荷重と合わせてフレームのバランスを考慮します。

計算図を作成し、フレームを自由体として描き、それに作用するすべての力、つまり接続の反力や荷重の重量を示します。 R。 これらの力は、平面上に任意に位置する力の系を形成します。

それぞれに未知の力が 1 つ含まれるように方程式を作成することをお勧めします。

私たちの問題では、これがポイントです 、未知数とが付いているところ。 ドット 、未知の力の作用線が交差する場所。 ドット D– 力の作用線の交点。 軸上に力を投影する方程式を作成しましょう (軸あたり バツデザインするのは不可能なので、 それは線に対して垂直です 交流).

そして、方程式を組み立てる前に、もう 1 つ有益なコメントをしておきます。 設計図内でアームの位置を特定しにくい位置に力が存在する場合は、モーメントを決定する際に、まずこの力のベクトルを 2 つのより都合の良い方向のベクトルに分解することをお勧めします。 この問題では、力を 2 つに分解します: と (図 37)、それらのモジュールは

方程式を作ってみましょう:

2 番目の方程式から次のことがわかります。

3回目からは

そして最初から

それで、どうしてそれが起こったのか S<0, то стержень 太陽圧縮されます。

例6。角型棚の重量測定 R 2本の棒で水平に保持 SEそして CD、壁に点で取り付けられています E。 等しい長さのロッド、AB=2 ある,EO= ある。 ロッドにかかる力とループの反応を調べてみましょう。 そして .

図46

プレートのバランスを考えてみましょう。 設計図を作成します (図 46)。 ループ反応は通常、ループ軸に垂直な 2 つの力によって示されます。

これらの力は、空間内に任意に位置する力のシステムを形成します。 6 つの方程式を作成できます。 不明者も6人いる。

どのような方程式を作成するかを考える必要があります。 より単純で、未知の要素が少ないことが望ましいです。

次の方程式を作ってみましょう。

式 (1) から、S 1 =S 2 が得られます。 次に (4) から: 。

(3) より: Y A =Y B そして、(5) によれば、 です。 これは、式 (6) から次のことを意味します。 S 1 =S 2、Z A =Z B に従います。 次に、(2) Z A =Z B =P/4 に従います。

三角形から、次のようになります。 ,

したがって、Y A =Y B =0.25P、Z A =Z B 0.25Pとなります。

解を確認するには、別の方程式を作成し、見つかった反応値を満たしているかどうかを確認します。

問題は正しく解決されました。

セルフテストの質問

トラスとはどんな構造物を言うのでしょうか?

ファームの主なコンポーネントに名前を付けます。

ゼロと呼ばれるトラスロッドはどれですか?

トラスのゼロバーを決定する補題を述べます。

結び目を切る方法の本質は何ですか?

どのような考慮事項に基づいて、計算なしで、与えられた荷重で力がゼロに等しい空間トラスのロッドを決定できるでしょうか?

リッター法の本質とは何ですか?

法線表面反力と法線圧力の関係は何ですか?

摩擦力とは何ですか?

アモントン・クーロンの法則を書き留めてください。

摩擦の基本法則を定式化します。 摩擦係数、摩擦角とは何ですか?またその値は何に依存しますか?

梁はバランスが取れており、滑らかな垂直の壁と粗い水平な床の上に置かれています。 ビームの重心はその中央にあります。 全体的な性反応の方向性を判断することは可能ですか?

滑り摩擦係数の寸法を教えてください。

究極の滑り摩擦力とは何ですか。

摩擦円錐の特徴は何ですか?

転がり摩擦モーメントが発生する理由を述べてください。

転がり摩擦係数とは何次元ですか?

回転摩擦が発生する装置の例を挙げてください。

付着力と摩擦力の違いは何ですか?

クラッチコーンは何と呼ばれますか?

粗い表面の反応の可能な方向は何ですか?

平衡領域とは何ですか?また、2 つの粗い表面上に置かれたブロックにかかる力の平衡条件は何ですか?

点の周りの力のモーメントは何ですか? この量の次元は何ですか?

点に対する力のモーメントの係数を計算するにはどうすればよいですか?

収束力の合力系のモーメントに関する定理を定式化します。

軸の周りの力のモーメントは何ですか?

ある点の周りの力のモーメントと、この点を通る軸の周りの同じ力のモーメントを結び付ける式を書きます。

軸の周りの力のモーメントはどのように決定されるのでしょうか?

軸の周りの力のモーメントを決定するときに、力を軸に垂直な平面に投影する必要があるのはなぜですか?

この軸に対する特定の力のモーメントがゼロになるように、軸をどのように配置する必要がありますか?

座標軸周りの力のモーメントを計算する公式を与えてください。

点に対する力モーメント ベクトルの方向は何ですか?

平面上の点に対する力のモーメントはどのようにして決まるのでしょうか?

特定の点に対する力のモーメントの数値を決定できるのはどの領域ですか?

力がその作用線に沿って伝達されると、特定の点の周りの力のモーメントは変化しますか?

与えられた点の周りの力のモーメントがゼロに等しいのはどのような場合ですか?

与えられた力のモーメントに対する空間内の点の幾何学的軌跡を決定します。

a) 幾何学的に等しい。

b) 弾性率が等しい。

軸に対する力のモーメントの数値と符号はどのように決定されますか?

軸の周りの力のモーメントがゼロになるのはどのような条件ですか?

特定の点に加えられる力のどの方向の、特定の軸に対するモーメントが最大になりますか?

点の周りの力のモーメントと、この点を通る軸の周りの同じ力のモーメントの間にはどのような関係が存在しますか?

どのような条件下で、ある点に対する力のモーメントの係数は、この点を通過する軸に対する同じ力のモーメントと等しくなりますか?

座標軸周りの力モーメントの解析式は何ですか?

ある点に対して、またこの点を通過する軸に対して、空間内に任意に配置された力の系の主モーメントは何ですか? 彼らの間にはどのような関係があるのでしょうか?

ある平面内にある力の系の、この平面内の任意の点を基準とした主モーメントは何ですか?

空間内の任意の点を基準としたペアを構成する力の主モーメントは何ですか?

与えられた極に対する力の系の主モーメントは何ですか?

平行力伝達に関する補題はどのように定式化されますか?

任意の力の系を主ベクトルと主モーメントにもたらすことに関する定理を定式化します。

座標軸上への主モーメントの投影を計算する式を書き留めます。

任意の力系の平衡状態をベクトル表現してください。

任意の力系の平衡条件を直交座標軸上に投影して書き留めます。

平行力の空間系に対して、独立したスカラー平衡方程式はいくつ書けますか?

任意の平面力系の平衡方程式を書き留めます。

どのような条件下で、剛体にかかる 3 つの非平行な力のバランスが保たれますか?

剛体にかかる 3 つの平行な力の平衡状態は何ですか?

空間内に任意の位置にある平行な力をもたらす可能性のあるケースは何ですか?

空間内のさまざまな点に対する力の主モーメントがわかっている場合、力の系はどのような最も単純な形に縮小できますか。

a) ゼロに等しくない同じ値を持つ。

b) ゼロに等しい。

c) 異なる値を持ち、主ベクトルに対して垂直です。

d) 異なる値を持ち、主ベクトルに対して垂直ではありません。

収束し、平行で、任意に配置された力の空間系の平衡条件と方程式は何ですか?また、それらは平面上の同じ種類の力の平衡条件と平衡方程式とどのように異なりますか?

力が収束するバランスの取れた空間システムを構成するには、どのような方程式があり、そのうちのいくつが構成されるでしょうか?

力の空間系の平衡方程式系を書き留めますか?

力の空間系を合力に還元するための幾何学的および解析的条件は何ですか?

点と軸に対する空間合成力系のモーメントに関する定理を定式化します。

結果の作用線の方程式を書き留めます。

力の系の中心軸と呼ばれる空間上の直線は何ですか?

力システムの中心軸の方程式を導き出しますか?

2 つの交差する力がフォース スクリューに作用することを示します。

特定の力系の最小主モーメントを計算するにはどのような公式が使用されますか?

力が収束する空間系の主ベクトルを計算する式を書き留めてください。

任意に配置された力の空間系の主ベクトルを計算する式を書き留めてください。

力の空間系の主モーメントを計算するための式を書き留めますか?

空間における力の系の主モーメントは、この力の系の中心軸までの縮小中心の距離にどのような依存性がありますか?

空間内のどの点を基準として、特定の力系の主モーメントは同じ大きさを持ち、主ベクトルと同じ角度を成しますか?

空間内のどの点を基準として、力の系の主モーメントは幾何学的に互いに等しいでしょうか?

力システムの不変条件は何ですか?

固定点が 1 つまたは 2 つあり、静止している剛体に指定された力を加えると、どのような条件が満たされますか?

同一直線上に位置する 3 点に関するモーメントの代数和が 0 に等しい、平衡状態にある力の平面系は存在するでしょうか?

力の平面系について、2 点の周りのモーメントの合計がゼロに等しいとします。 どのような追加条件下でシステムは平衡状態になりますか?

平行力の平面系が平衡するための必要十分条件を定式化します。

モーメントポイントとは何ですか?

バランスのとれた任意の面の力系では、どのような方程式 (そしていくつ) を構成できますか?

平行力のバランスの取れた空間システムを構成するには、どのような方程式があり、そのうちの数がいくつ作成できますか?

力のバランスのとれた任意の空間システムを構成するには、どのような方程式とその数をコンパイルできますか?

力のつり合いに関する静力学の問題を解決するための計画はどのように立てられますか?

任意の力系のベクトル平衡条件: 剛体に適用される力の系が平衡するためには、力の系の主ベクトルがゼロに等しく、任意の縮小中心に対する力の系の主モーメントもゼロに等しいことが必要かつ十分です。。 それ以外の場合: ~0 を実現するには、次の条件が必要かつ十分です。

,
または
,
. (19)

解析形式での力の空間系の平衡条件

固体に加えられる力の空間系が平衡するためには、デカルト座標軸上のすべての力の投影の 3 つの合計がゼロに等しく、すべての力のモーメントの 3 つの合計がゼロに等しいことが必要かつ十分です。 3 つの座標軸もゼロに等しい.

. (20)

力が収束する空間系の平衡条件

固体に加えられる収束力の空間システムの平衡のためには、3 つの直交座標軸のそれぞれ上の力の射影の合計がゼロに等しいことが必要かつ十分です。:

;
;
, (21)

力が収束する平面系の場合、通常は座標軸の 1 つです。
、力に対して垂直に選択され、他の 2 つの軸はそれぞれ力の平面内で選択されます。 D 固体に作用する収束力の平面系の平衡のためには、力の平面内にある 2 つの直交座標軸のそれぞれへのこれらの力の投影の合計がゼロに等しいことが必要かつ十分です。

;
, (22)

平行力の空間系の平衡条件

軸を向けてみましょう
力に平行: 固体に加えられる平行な力の空間系の平衡のためには、これらの力の代数的合計がゼロに等しく、力に垂直な 2 つの座標軸に対する力のモーメントの合計が次のようになることが必要かつ十分です。ゼロにも等しい:

平面力系の平衡条件

軸を配置しましょう
そして
力の作用面において。

最初の形式における平面力系の平衡条件: 固体に作用する力の平面系が平衡するためには、力の作用面にある 2 つの直交座標軸のそれぞれへのこれらの力の射影の合計がゼロに等しいことが必要かつ十分です。そして、作用力の面にある任意の点に対する力の代数モーメントの合計もゼロでした。:

(24)

固体に適用される平行力の平面系の平衡のためには、力の代数和がゼロに等しく、平面内の任意の点に対する力の代数モーメントの和が等しいことが必要かつ十分です。力もゼロに等しくなります。

(25)

3 モーメント定理 (平衡条件の 2 番目の形式): 剛体に加えられる力の平面系が平衡するためには、力の作用面内に位置し、横たわっていない任意の 3 点に対する系の力の代数モーメントの合計が必要かつ十分です。同じ直線上にあるものはゼロに等しい:

平衡条件の 3 番目の形式: 固体に加えられる力の平面系が平衡するためには、力の作用面にある任意の 2 点に対する力の代数モーメントの合計がゼロに等しく、代数的モーメントが等しいことが必要かつ十分です。 2 つのモーメント点を通過する、直線に垂直でない平面の任意の軸へのこれらの力の投影の合計もゼロに等しくなります。、つまり

20. 力の空間系の平衡条件:

21. 3 つの非平行な力に関する定理:同一平面内にある 3 つの非平行で相互に釣り合う力の作用線は 1 点で交差します。

22. 静的に定義可能な問題- これらは剛体静力学手法を使用して解決できる問題です。 未知数の数が力の平衡方程式の数を超えない問題。

静的に不定な系とは、未知の量の数が、与えられた力の系に対する独立した平衡方程式の数を超える系です。

23. 平行力の平面系の平衡方程式:

AB は F i と平行ではありません

24. 円錐と摩擦角:平等が起こり得る影響下にある活動的な力の限界位置は、次のことを説明します。 フリクションコーン角度(φ)付き。

活動的な力がこの円錐の外側を通過する場合、平衡は不可能です。

角度φは摩擦角と呼ばれます。

25. 摩擦係数の寸法を示します。静止摩擦係数と滑り摩擦係数は無次元量であり、転がり摩擦係数と回転摩擦係数は長さ (mm、cm、m).m の次元を持ちます。

26. 静的に定義された平らなトラスを計算するときに行われる基本的な仮定:- トラスロッドは無重力とみなされます。 - ヒンジ付きトラスノードのロッドの固定。 - 外部荷重はトラスの節点にのみ適用されます。 - ロッドが接続の下に落ちます。

27. 静的に決定されるトラスのロッドとノード間の関係は何ですか?

S=2n-3 – 単純な静的に定義可能なトラス、S 個のロッド、n 個のノード、

Sの場合<2n-3 –не жесткая ферма, равновесие возможно, если внешние силы будут одинаково соотноситься

S>2n-3 – 静的に不定のトラス、追加の接続、+ 変形の計算あり

28. 静的に決定されたトラスは次の条件を満たさなければなりません。 S=2n-3; S はロッドの数、n はノードの数です。

29. ノットカット方法:この方法は、トラスの節点を精神的に切り出し、対応する外力とロッドの反力をそれらの節点に加え、各節点に加えられる力の平衡方程式を作成することで構成されます。 従来、すべてのロッドが伸ばされている(ロッドの反応がノードから離れる方向に向けられている)と想定されています。

30. リッター法:トラスを 2 つの部分に切断する割平面を描きます。 セクションはトラスの外側で始まり、トラスの外側で終わる必要があります。 平衡の対象として任意の部分を選択できます。 セクションはノードを通過せず、ロッドに沿って通過します。 平衡の物体に加えられる力は任意の力系を形成し、それに対して 3 つの平衡方程式を立てることができます。 したがって、力が不明なロッドが3本以下になるようにセクションを実行します。



リッター法の特徴は、各平衡方程式に 1 つの未知の量が含まれるように方程式の形式を選択することです。 これを行うには、2 つの未知の力の作用線の交点としてリッター点の位置を決定し、モーメント方程式 rel を書き留めます。 これらの点。

リッター点が無限遠にある場合、平衡方程式として、これらのロッドに垂直な軸への投影の方程式を構築します。

31. リッターポイント- 2 つの未知の力の作用線の交点。 リッター点が無限遠にある場合、平衡方程式として、これらのロッドに垂直な軸への投影の方程式を構築します。

32. 体積図形の重心:

33. 平面図形の重心:

34. ロッド構造の重心:

35. 円弧の重心:

36. 扇形の重心:

37. 円錐の重心:

38. 半球の重心:

39. 負の値の方法:固体に空洞がある場合、つまり 空洞から質量が取り出された後、これらの空洞を精神的に満たして固体にし、「-」記号で空洞の重量、体積、面積を取得して図の重心を決定します。

40. 第一不変式:力システムの第 1 不変量は、力システムの主ベクトルと呼ばれます。 力システムの主ベクトルは縮小中心に依存しない R=∑ F i

41. 2 番目の不変式:任意の縮小中心の力の系の主ベクトルと主モーメントのスカラー積は一定の値です。

42.どのような場合に力の系が動力ネジに駆動されますか?力システムの主ベクトルと減速中心に対する主モーメントがゼロに等しくなく、互いに垂直ではない場合。 力のシステムは動力ネジに還元できます。

43. らせん中心軸の方程式:

44. M x - yR z + zR y = pR x 、
M y - zR x + xR z = pR y 、
M z - xR y + yR x = pR z

45. ベクトルとしての対力のモーメント -このベクトルはペアの作用面に垂直であり、ペアの回転が反時計回りに見える方向に向けられています。 弾性率では、ベクトル モーメントは、ペアの力の 1 つとペアのショルダーとの積に等しくなります。 一対の現象のベクトルモーメント。 自由ベクトルであり、剛体の任意の点に適用できます。

46. 束縛からの解放の原則:結合が破棄された場合は、結合からの反力によって置き換えられる必要があります。

47. ロープポリゴン-これはグラフォスタティクスの構築であり、支持体の反応を見つけるために合成力の面系の作用線を決定するために使用できます。

48. ロープとパワーポリゴンの関係は何ですか:力の多角形で未知の力をグラフィカルに見つけるには、追加の点 O (極) を使用します。ロープの多角形で合力を見つけ、これを力の多角形に移動して未知の力を見つけます。

49. 力の対のシステムの平衡条件:固体に作用する力のペアが平衡するためには、等価な力のペアのモーメントがゼロに等しいことが必要かつ十分です。 結果: 力のペアのバランスをとるには、バランスのペアを適用する必要があります。 一対の力は、等しい弾性率と反対向きのモーメントを持つ別の一対の力によってバランスをとることができます。

運動学

1. 点の移動を指定するすべての方法:

自然な方法

座標

半径ベクトル。

2. 点の移動を指定する座標法を使用して、点の移動の軌跡の方程式を求めるにはどうすればよいですか?座標指定法を用いて質点の運動の軌跡方程式を求めるには、運動法則からパラメータtを除外する必要がある。

3. 座標における点の加速。 動きの指定方法:

X の上の 2 つのドット

y 2 ドット上

4. 動きを指定するベクトル方法を使用した点の加速:

5. 動きを指定する自然な方法を使用したポイントの加速:

= = * +v* ; a= + ; * ; v* .

6. 通常の加速度は何に等しく、どのように指示されますか?– 中心に向かって放射状に向けられ、

それ。、 力の任意の空間系が平衡するためには、任意に選択された 3 つの座標軸のそれぞれへのこれらすべての力の射影の代数和がゼロに等しく、それらのモーメントの代数和が に対するものであることが必要かつ十分です。これらの各軸もゼロに等しくなります。

条件 (1.33) が呼び出されます。 解析形式での任意の空間力系の平衡状態.

平行力の空間系の平衡条件。特定の力の系のすべての力の作用線が異なる平面に位置し、互いに平行である場合、そのような力の系は次のように呼ばれます。 平行力の空間系.

任意の力の空間系の平衡条件 (1.33) を使用すると、平行力の空間系の平衡条件を見つけることができます。 (収束力の平面および空間系、任意の平面力系、および平行力の平面系について以前に導いた平衡条件は、任意の空間力系の平衡条件 (1.33) を使用して取得することもできます。)

平行力の空間系が固体に作用するとします (図 1.26)。 座標軸の選択は任意なので、軸が z力と平行でした。 この座標軸の選択により、軸上の各力の投影は、 バツそして そしてその軸を中心とした瞬間 zはゼロに等しくなり、したがって、与えられた力のシステムが平衡状態にあるかどうかに関係なく、等式 と が満たされ、したがって平衡状態ではなくなります。 したがって、システム (1.33) は次の 3 つの平衡条件のみを与えます。



したがって、 平行力の空間系の平衡のためには、これらの力に平行な軸上へのすべての力の投影の代数和がゼロに等しく、2 つの座標のそれぞれに対するそれらのモーメントの代数和が必要かつ十分である。これらの力に垂直な軸もゼロに等しくなります.

1. この問題で平衡を考慮する必要がある物体 (または点) を選択します。

2. 選択したボディを結合から解放し、このボディ (およびこのボディにのみ) に作用するすべてのアクティブな力と破棄された結合の反力を描写 (配置) します。。 結合から解放され、それに付随する作用力と反力のシステムを備えた体は、別々に描く必要があります。

3. 平衡方程式を書く。 平衡方程式を作成するには、まず座標軸を選択する必要があります。 この選択は任意に行うことができますが、軸の 1 つを未知の反力の作用線に対して垂直に向けると、結果として得られる平衡方程式をより簡単に解くことができます。 結果として得られる平衡方程式の解は、原則として、一般形式 (代数的) で最後まで実行される必要があります。 次に、必要な量について、見つかった結果を分析できる式が得られます。 求められた数量の数値は、最終的な式にのみ代入されます。 平衡方程式は、力が収束するシステムの平衡に関する問題を解く解析的手法を使用して作成されます。 しかし、平衡を考慮する収束力の数が 3 つである場合、これらの問題を解決するには幾何学的手法を適用するのが便利です。 この場合の解決策は、すべての作用する力 (作用結合と反作用結合) の平衡方程式の代わりに、力の三角形が構築され、平衡の幾何学的条件に基づいて閉じられなければならないという事実に帰着します (この三角形は与えられた力で始まる必要があります)。 力の三角形を解くことで、必要な量がわかります。

ダイナミクス

ダイナミクスセクションを理解するには、次の情報を知っておく必要があります。 数学から - 2 つのベクトルのスカラー積、微分方程式。 物理学から - エネルギーと運動量の保存の法則。 発振理論。 これらのトピックを確認することをお勧めします。

平面力系には 3 種類の平衡方程式があります。 最初の主要なタイプは、平衡条件から直接導き出されます。

;

そして次のように書かれています:

;
;
.

他の 2 つのタイプの平衡方程式も平衡条件から取得できます。

;
;
,

線はどこですか AB軸に対して垂直ではない バツ;

;
;
.

ポイント , B そして C同じ直線上に横たわらないでください。

平坦な力の系とは対照的に、任意の空間的な力の系の平衡条件は 2 つのベクトルの等式です。


.

これらの関係を直交座標系に投影すると、力の空間系の平衡方程式が得られます。

タスク 1. 複合構造の支持体の反応の決定 (二体系)

デザインは2本の折れた棒で構成されています ABCそして CDE、点で接続されています C固定された円筒形のヒンジと固定面に取り付けられたもの xOyまたは固定円筒ヒンジを使用する (NSh ), または可動円筒ヒンジ (PSh) と剛性シール (ZhZ)。 可動円筒ヒンジの回転面は角度を作ります 車軸付き 牛。点座標 ,B,C,D そして E, 構造の固定方法と同様に表に示します。 1. 構造物には均一に分布した強度荷重がかかります q、モーメントを伴う一対の力によって、その適用領域に垂直に Mそして2つの集中力 そして 。 均一に分散された荷重は、その結果として構造が点を中心に回転する傾向にあるように適用されます。 反時計回り。 応用分野 qそして M、申請ポイントも そして 、そのモジュールと方向を表に示します。 2. 指定値の単位: q– キロニュートン/メートル (kN/m); M– キロニュートンメートル (kN・m); そして – キロニュートン (kN);および は度で表され、点の座標はメートルで表されます。 角度、、は軸の正の方向から離れて置く必要があります 正の場合は反時計回り、負の場合は時計回りです。

構造の外部接続と内部接続の反応を決定します。

タスクを完了するための指示

座標平面上で xOyタスクオプションの条件(表1)に従って、ポイントを構築する必要があります ,B、C,D,E; 折れた棒を描く ABC,CDE; これらの物体を相互に取り付けたり、固定平面に取り付けたりする方法を示します。 xOy。 次に、テーブルからデータを取得します。 2、2つの集中した力で構造物に負荷をかけます そして 、均一に分布した荷重強度 qと代数モーメントを持つ一対の力 M。 このタスクでは複合ボディの平衡を調べるため、別の図面を作成して、その上に別々のボディを描く必要があります。 ABCそして CDE. 外部(ポイント) ,E) および内部 (ドット ) 両方の図の接続は対応する反応に置き換える必要があり、均一に分布した荷重は結果の反応に置き換える必要があります。
(– 荷重適用セクションの長さ)、荷重に向けてセクションの中央に適用されます。 検討中の構造は 2 つの物体で構成されているため、結合の反応を見つけるには 6 つの平衡方程式を作成する必要があります。 この問題を解決するには、次の 3 つのオプションがあります。

a) 複合体に対して 3 つの平衡方程式を作成し、物体に対して 3 つの平衡方程式を作成します。 ABC;

b) 複合体に対して 3 つの平衡方程式を作成し、物体に対して 3 つの平衡方程式を作成します。 CDE;

c) 物体の 3 つの平衡方程式を作成します。 ABCそして CDE.

与えられる: (0;0,2); (0,3:0,2); (0,3:0,3);D (0,7:0,4);E (0,7:0);
kN/m、
kN、β = -45°、および
kN、γ = -60°、
kNm。

定義する構造の外部および内部接続の反応。

解決。構造を分解してみましょう (図 7、 ) 時点で 構成部品に ABCそして CDE(図7、 b,V)。 ヒンジを交換しましょう そして B対応する反応の成分を図に示します。 7. 要点 Cコンポーネントを描いてみましょう
- 構造の部品間の相互作用力、および .

表1

タスクのオプション 1

取付方法

デザイン

バツ

y

バツ B

y B

バツ C

y C

バツ D

y D

バツ E

y E

T. E

表2

タスク 1 のデータ

一瞬 M

意味

意味

意味

意味

均一に分布した強度荷重 q 結果を置き換えます 、kN:

ベクター 軸の正の方向で形成されます y角度 φ、点の座標から簡単に見つけることができます。 C そして D (図 7 を参照) ):

この問題を解決するには、最初のタイプの平衡方程式を使用し、構造の左側と右側の部分に別々に記述します。 モーメント方程式を作成するとき、モーメント点として点を選択します。 – 左用と E– 構造の右側については、これら 2 つの方程式を一緒に解き、未知数を決定することができます。
そして .

物体の平衡方程式 ABC:

その力を想像してみましょう 成分の合計として:
、 どこ。 次に、体の平衡方程式 CDEという形式で書くことができます

.

まず既知の値を代入して、モーメント方程式を一緒に解きましょう。

作用力と反作用の力が等しいという公理に従って考えると
、結果として得られるシステムから、kN:

次に、物体の残りの平衡方程式から ABC そして CDE内部接続と外部接続の反応、kN: を決定するのは簡単です。

計算結果を表に示します。

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