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(3) 例题讲解;
1、平面力系的简化
(1) 平面力系
力作用线在同一平面的力系。
如下图所示的悬臂吊车,作用于横梁AB上的外力作用线都在同一平面内。
如下图的飞机,外力虽然不在同一平面,但左右对称,可将外力合成到对称面,在该平面进行受力分析计算。
(2)平面力系的简化
为了研究在平面力系作用下构件的平衡问题,在外力作用线的平面内,任选择一点A作为简化中心。
将n 个外力都平移到简化中心上,可得到汇交于点A 的平面力系F1、F2、…、Fn 。
3、平面力系的平衡方程
构件平衡,汇交A 点的平面力系合力为零:
根据§1-2力的平移定理,上述每一附加力偶矩Mi 等于“原力对平移点的力矩”,即Mi=MA (Fi )而且构件平衡时,n 个附加力偶矩的代数和也等于零(省略证明过程),即ΣMi=ΣMA (Fi )=0 (b )。
可得平面力系的平衡方程为 :
即,各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零,各力对任一点力矩的代数和也等于零。
4、练习
例:已知:W=70 kN ,a=30° 求:FCD 、FA 。
解:
B 点已知力W ,A 点固定铰链两个分力,
C 点二力杆件钉孔连线)。
建立平衡方程如下: ΣMA (Fi )=0
FCx ×0.15+FCy ×1.14-W ×(1.14+0.36)=0
FC cos30°×0.15+FC sin30°
0ΣΣ22=+=+=22R R R )()(y x y F F F F F x 0
00=∑=∑=∑)(i
A y x F M F F
×1.14-70×1.5=0
FC=150 kN
ΣFx=0 FAx-FC cos30°=0
FAx=FCcos30°=150×
0.866=130 kN
ΣFy=0 FAy+FC sin30°-W=0
FAy=W-FC sin30°=70-150×
0.5=-5 kN
5、完成课堂测试
本节内容为约束和约束力,主要内容如下:(可附加:过程评价文件、引导文文件、实训操作记录文件等)
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与x 轴(或y 轴)垂直。
(3)三矩式 其中A 、B 、C 三点不能共线。
0)(=∑
F M A 0)(=∑F M b
0)(=∑
F M c
3、平面其他力系
(1) 平面汇交力系
力作用线在同一平面上,且汇交于一点的力系。
以汇交点A 为矩心时,无论是否平衡,都有ΣMA ≡0,力矩方程不能说明力系是否平衡,平面汇交力系的平衡方程只剩下:各力在两个坐标轴上投影的代数和分别等于零。
(2) 平面平行力系
力作用线在同一平面上,且互相平行的力系,选x 轴与力作用线垂直,y 轴与之平行,无论是否平衡,都有ΣFx ≡0,不能说明平衡。
4、例:已知:F=1 kN ,a=8°求:FAB 、FBC 、工件受力。
解:因为已知力F=1 kN 作用在铰接点B 上,所以应先选择销钉B 为对象。
销钉 B 受力图:主动力F 与两个二力杆的约束F1 、F2构成平面汇交力系,用汇交力系的两个平衡方程:
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步骤分配理念
10 10 20 固定铰支座,杆件位置如图所
示,略去支架杆件重量,求重物
处于平衡时,杆AB、BC所受的
力。
练习2:求支座反力,设q、a
均为已知。
练习3:试画出图中敢AB的受
力图
练习4:已知:F=1 kN,a=8°
求:FAB 、FBC、工件受力。
练习5:已知:W=70 kN ,a=30°
求:FCD、FA 。
职教云;
5、完成随堂测
本节内容为复习项目二平面力系的内容,主要内容如下:。