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无多余约束的平面杆件体系的几何组成规律
3、三规则说明了组成无多余联系的几何不变体系所需的最少联系。 如在这些必要联系的基础上再增加联系,增加的联系为多余联系, 成为超静定结构。 如若刚片之间的联系少于三个规则所要求的数目,肯定几何可变。
(2)两刚片之间用全交于一实铰的三链杆相连, 几何可变。 (3)两刚片之间用全交于一虚铰的三链杆相连 (延长线交于一点),几何瞬变。 (4)两刚片之间用三根平行但不等长的链杆相连, 瞬变体系。 (5)两刚片之间用三根平行且等长的链杆相连, 可变体系。 (6)三刚片用位于同一直线上的三个单铰(实铰 或虚铰)两两相连,瞬变体系。 4 虚铰在无穷远 (1)一个单铰虚铰在无穷远处 (2)两个单铰虚铰在无穷远处 (3)三个单铰虚铰都在无穷远处
(2)两铰在无穷远处
三刚片用三铰相联结中的两个虚铰在无限远处,
当形成两个虚铰的两对平行链杆互不平行几何不变体系; 当形成两个虚铰的两对平行链杆互相平行几何瞬变体系; 当形成两个虚铰的两对平行链杆平行且等长几何常变体系
(3)三铰在无穷远处
三刚片用三单铰相联结中的三个虚铰均在无限远处时
用不同方向的三对平行链杆两两相联,均为瞬变体系 若三对平行链杆各自等长,则为几何常变体系(每对链杆都是从 每一刚片的同侧方向联出的情况)。 若三对平行链杆各自等长,则为几何瞬变体系(平行链杆中有 从刚片的异侧方向联出的情况)。
规则:三刚片(本身无多余联系)、三单铰(实铰或虚铰)、 两两相连、不成一线 一个单铰(实、虚)等价于两根链杆
变化:1个单铰(实÷虚)= 二链杆。一、两、三虚铰
刚片=单个构件÷已经确定的无多余联系的几何不变部分
三个规则的相通性,同一题目,不同方法,结论唯一,所以 思路一定要灵活。结合一个题目?
依据这三个原则,就可以判别一个平面体系是否几何不变体 系。几何不变体系的组成肯定满足这三条原则(全部和部 分)。先基本规则、再推论分析
(2)两铰在无穷远处 (3)三铰在无穷远处
4、举例
(1)一铰在无穷远处
三个刚片用两个实铰或在有限远处的虚铰与一个无限远处虚铰相 联结,
若形成虚铰的一对平行链杆与另两铰连线不平行几何不变体系; 若形成虚铰的一对平行链杆与另两铰连线平行几何瞬变体系 若形成虚铰的一对平行链杆与另两铰连线平行且三者等长几何常 变体系
举例:
二刚片规则说明
1、推论
两刚片用三根不全平行 也不交于同一点的链杆 相联,则组成几何不变 体系,且无多余约束。
2、当不满足规则中条件时:
三杆 交于 一点 实铰 可变
3、举例
三杆交于一点虚铰
三杆平行不等长 三杆平行且等长
三、二元体规则
1、二元体:两根不共线链杆联结一 个结点的装置为二元体 二元体的形式:等效代换
三、二元体ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ则
在一个体系上增加一个二元体 或拆除一个二元体,不会改变 原有体系的几何构造性质
四、规则说明
一个图÷三个规则对比÷链杆也是刚片
规则(二元体):一点一刚片(任一无多余联系的几何不变部 分)、两个链杆、三个单铰、不成一线,结论:几何不变的整 体、无多余约束
规则:两刚片(本身无多余联系)、一单铰(实铰或虚铰)一 链杆、三铰不成一线(链杆不能通过铰的中心)
2、规则(推论) 在一个体系上增加一个二元体或拆除一个二元体,不会改变 原有体系的几何构造性质÷几何不变性(可变性) 3、举例
四、规则说明
1、三个规律是相通的 :三角形规律的理解:刚片+约束 2、三个组成规律分别对应于三种基本的几何组成方式。若把 某一刚片看作基础,则 说明了二个刚片的固定方式:三刚片规则 说明一个刚片的固定方式:两刚片规则 说明了一个点的固定方式:二元体规则
铰不特别指明,就是指单铰。 . 结合例题进行说明。
三刚片规则说明
1、当三单铰共线时:瞬变体系
2、两两相联的单铰:可以是由两 根链杆构成的实铰或虚铰
结论:三刚片用六根链杆两两相联, 若三个瞬铰的转动中心不在同一直 线上,则组成几何不变体系,且无 多余约束。 3、特殊情况:无穷远处的虚铰
(1)一铰在无穷远处
.
§ 2-3÷6 无多余约束的几何不变体系的基本组成规则和分析
一、三刚片规则
三刚片(已经确定的无多余联系的几何不变部分)
用不在同一直线上的三个单铰(实÷虚)两两铰 A
联,则组成几何不变体系,且无多余约束。
二、二刚片规则
C B
两刚片(已经确定的无多余联系的几何不变部分) 用一个单铰(实÷虚)和一根不通过此铰的链杆 相联,则组成几何不变体系,且无多余约束