1-3 试画出图示各结构中构件AB的受力图1-4 试画出两结构中构件ABCD的受力图1-5 试画出图a和b所示刚体系整体各个构件的受力图1-5a1-5b1- 8在四连杆机构的ABCD 的铰链B 和C 上分别作用有力F 1和F 2,机构在图示位置平衡。
试求二力F 1和F 2之间的关系。
解:杆AB ,BC ,CD 为二力杆,受力方向分别沿着各杆端点连线的方向。
解法1(解析法)假设各杆受压,分别选取销钉B 和C 为研究对象,受力如图所示:由共点力系平衡方程,对B 点有:∑=0x F 045cos 02=-BC F F对C 点有:∑=0x F 030cos 01=-F F BC解以上二个方程可得:22163.1362F F F ==F 2F BCF ABB45oy xF BCF CDC60o F 130oxy解法2(几何法)分别选取销钉B 和C 为研究对象,根据汇交力系平衡条件,作用在B 和C 点上的力构成封闭的力多边形,如图所示。
对B 点由几何关系可知:0245cos BC F F =对C 点由几何关系可知:0130cos F F BC =解以上两式可得:2163.1F F =2-3 在图示结构中,二曲杆重不计,曲杆AB 上作用有主动力偶M 。
试求A 和C 点处的约束力。
解:BC 为二力杆(受力如图所示),故曲杆AB 在B 点处受到约束力的方向沿BC 两点连线的方向。
曲杆AB 受到主动力偶M 的作用,A 点和B 点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆AB 保持平衡。
AB 受力如图所示,由力偶系作用下刚体的平衡方程有(设力偶逆时针为正):0=∑M 0)45sin(100=-+⋅⋅M a F A θ aM F A 354.0=其中:31tan =θ。
对BC 杆有:aM F F F A B C 354.0=== A ,C 两点约束力的方向如图所示。
2-4F BC F CD 60oF 130o F 2F BCF45o解:机构中AB 杆为二力杆,点A,B 出的约束力方向即可确定。
由力偶系作用下刚体的平衡条件,点O,C 处的约束力方向也可确定,各杆的受力如图所示。
对BC 杆有:0=∑M030sin 20=-⋅⋅M C B F B对AB 杆有: A B F F = 对OA 杆有:0=∑M01=⋅-A O F M A求解以上三式可得:m N M ⋅=31, N F F F C O AB 5===,方向如图所示。
-6aj F i F F ρρρ23211+=i F F ρρ=2j F i F F ρρρ23213+-=j F i F F R ρρρ3+=k Fa M A ρρ23=A R M F ρρ⊥ad 43=i F F R ρρ2-=ad 43=∑=0x F 0sin =+Bx F P α∑=0y F 0cos =--αP P F By ∑=0x F 0=-Bx Ax F F ∑=0y F 0=-By Ay F F 0=∑A M 0=⋅-l F M By A A By Bx Ay Ax M F F F F ,,,,αsin P F F Bx Ax -==)cos 1(α+==P F F By Ay lP M A )cos 1(α+==∑A M 0cos cos 2cos =⋅-⋅-⋅αααl F l G a N D ∑=0y F 0cos =--F G N D αα,D N 31])2()(2arccos[lG F a G F ++=α0=∑y M 0tan sin cos tan 21=⋅-⋅-⋅αθθαc F c F c P BC BC NF BC 6.60=0'=∑x M 0sin 21=⋅-⋅-⋅a F c F a P BC B θN F B 100=∑=0y F ∑=0z F 以下几题可看一看!Az Ay F F ,0=∑x M 0=∑DE M 045cos 02=⋅F 02=F 0=∑AO M 045cos 45cos 45cos 0006=⋅-⋅-a F a F F F 226-=0=∑BH M 045cos 45cos 0604=⋅-⋅-a F a F F F 224=0=∑AD M 045sin 45cos 0061=⋅-⋅+⋅a F a F a F F F 2211+=0=∑CD M 045sin 031=⋅-⋅+⋅a F a F a F FF 213-=0=∑BC M 045cos 0453=⋅-⋅+⋅a F a F a F 05=F cm N M ⋅=1500⎪⎩⎪⎨⎧∑=∑=∑=00Oy x M F F⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-⋅+=+-=-+02)(045sin 045cos 21102201M DF F N p F N p F ⎩⎨⎧==2211N f F N f F s s sf N F N F ,2211,,,02222=+⋅⋅-⋅M f D p f M S S 491.4,223.021==S S f f 491.42=S f 0)1(2)1(2221<+-=S S f f p N 223.0=S f 045=α⎪⎩⎪⎨⎧∑=∑=∑=000Ay x M F F ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=⋅-⋅-⋅=-+=-0sin 2cos sin sin cos 0cos 0sin ααθαθθθB A p C A T C A T p T F T F S N NS S F f F =sS N f T F F ,,,646.0=s f ⎪⎩⎪⎨⎧∑=∑=∑=000xB A F M M ⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=+⋅+⋅-=+⋅-⋅0sin 032sin 2cos 032sin 2cos αααααP F F a P a P a F a P a P a F B A NA NB⎩⎨⎧==NBs B NAs A F f F F f F 21α,,,,NB B NA A F F F F 32)(3tan 1221+-+=s s s s f f f f α0≥NB F 060tan ≤α2a ∑=0CM 02=⋅a F By 0=By F ∑=0H M 0=⋅-⋅a F a F Dy F F Dy =∑=0B M 02=⋅-⋅a F a F Dx FF Dx 2=∑=0y F 0=++By Dy Ay F F F F F Ay -=∑=0A M 02=⋅+⋅a F a F Bx Dx F F Bx -=∑=0B M 02=⋅-⋅-a F a F Dx Ax FF Ax -=F CxF CyF Bx F By=0C M 0=⋅-⋅x F b F D F bxF D =∑=0A M 0=⋅-⋅x F b FB Fb x F B =∑=0E M 02)2(2)(=⋅--⋅+⋅+bF x b F b F F AC D B FF AC =∑=0A M 0)(=+-M M F M B A B F A F AF B F ∑=0C M 045cos 45sin 00=-⋅-⋅M b F a F A A b a M F A -=2∑=0B M 0245sin 03=-⋅-⋅M a qa a F )2(23qa aMF +=F A F BF Cx F CyF D=0x F 045cos 031=-F F qaaM F 21+=∑=0y F 045sin 032=--F F )2(2qa aM F +-=∑=0x F 045cos 03=+F F Ax )2(qa aMF Ax +-=∑=0y F 0445sin 032=--++qa P F F F Ay qa P F Ay 4+=∑=0A M 0345sin 242032=-⋅+⋅-⋅-⋅+M a F a qa a P a F M A M Pa qa M A -+=242∑=0A M 022=⋅-⋅a F a F By F F By =∑=0B M 022=⋅-⋅-a F a F Ay FF Ay -=∑=0x F 0=++F F F Bx Ax F F E 22=∑=0C M 045sin 0=⋅-⋅+⋅a F a F a F E By Bx 2FF Bx -=2F F Ax -=DF 3 F 2 F 1xyF Ax F Ay F BxF By∑=0A M 060cos 23301=⋅-⋅r P r N )(93.61N N =∑=0x F 060sin 01=-N F Ax )(6N F Ax =∑=0y F 060cos 01=-+P N F Ay )`(5.12N F Ay =∑=0x F 030cos 30cos 001=-T N )(93.6N T =∑=0A M 0cos 22sin 2=⋅-⋅θθLP L F N θtan 2PF N =∑=0B M 0cos cos 2sin =⋅-⋅+⋅θθθL F LP L F s N PF S =Ns s F f F ⋅≤2tan s f ≤θ010≤θRD RC F F ,RD RC F F ,RD RC F F ,2α2αF Ax F AyF NF sPPF NDF SDF Ax F Ay∑=0A M 0=⋅-⋅l F a F ND Fal F ND =∑=0A M 0=⋅-⋅l F a F NC ND NC F F a lF ==∑=0O M 0=⋅-⋅R F R F SD SC SDSC F F =∑=0x F 0cos sin =--SD SC NC F F F ααNDNC SD SC F F F F ααααcos 1sin cos 1sin +=+==NDSD SD NC SC SC F f F F f F ⋅≤⋅≤,2tan ,2tan cos 1sin αααα≥=+≥SD SCf f RD RC F F ,RCF 2α2tan cos 1sin ααα=+≥SC f FalF NC =F alF SC ⋅=2tanα2cosα⋅=a Fl F RC ϕαϕsin )]2180(180sin[00RC F P=---Pφ F RDF RC2α)cos 1)((sin tan ααϕ++=Fl Pa Fl )cos 1)((sin tan ααϕ++=≥Fl Pa Fl f SD ∑=0x F 0cos sin =--SD SC NC F F F αα∑=0y F 0cos sin =---ααNC SC ND F F P F F alF F SD SC ⋅==2tanα)2tan sin (cos ααα⋅++=a Fl P F ND NDSD SD F f F ⋅≤)cos 1)((sin tan ααϕ++=≥Fl Pa Fl f SD⎩⎨⎧∑=∑=00y x F F ⎩⎨⎧=--+=-020P F F F F F NEND SE SD F BF ACF BF ACF 31tan =θACF ∑=0A M 0=-⋅D SD M R F ∑=0F M 0)(=-⋅-D ND M R P FB F ∑=0B M 0=⋅-R F M SE E ∑=0G M 0tan )(=⋅-+θR F P M NE E FP F ND 41+=FP F NE 43+=F F F SE SD 41==FR M M E D 41==ND D F M δ≤NE E F M δ≤NDs SD F f F ≤NE s SE F f F ≤P R f P f f P f P R P R F s s s s δδδδδδ-=----≤4}314,14,34,4min{F 36.0max =F )(091.0N F F SE SD ==)(91.0cm N M M E D ⋅==∑=0C M 0346cos 1=⋅-⋅+⋅G H F F F θ)(58.141kN F -=∑=0x F 0sin 31=---H F F F θ3.313-=F ∑=0y F 0cos 12=--G F F F θ3.182=F ∑=0x F 0=-CD F F FF CD =⎩⎨⎧∑∑00y x F F ⎩⎨⎧=+=--0sin 45sin 0cos 45cos 00θθCG BC CG CD BC F F F F F 2221tan ++=θF F BC586.0=∑=0A M 0322=⋅-⋅-⋅a F a F a F B F F B 5.2=∑=0C M 032=⋅-⋅+⋅a F a F a F B FF 672=∑=0X F 0221=--F F F FF 651=定由杆OA ,O 1C ,DE 组成的系统为研究对象,该系统具有理想约束。