5. Установить, какая система сил действует на объект равновесия, выяснить число неизвестных величин и убедиться, что задача статически определимая.
6. |
оставить уравнения равновесия для полученной системы сил, при |
этом рекомендуется за центр, относительно которого вычисляются |
|
моменты сил, брать точку, в которой пересекается наибольшее число |
|
С |
|
линий действия неизвестных сил. |
|
7. |
Решить систему полученных уравнений, определить неизвестные |
величины провести анализ полученных результатов.
Если на тело наряду с силами действуют и пары сил, лежащие в одной плоскостиПрис действующими силами, то при составлении уравнений равновес я в уравнен я проекций сил на оси пары не войдут, так как сумма проекц й с л пары на лю ую ось равна нулю. В уравнениях же моментов к моментам с л при авится алгебраическая сумма моментов пар сил, так как сумма моментов сил пары относительно любого центра равна моменту парыб.
решен некоторых задач следует учитывать трение качения. Наибольшее значен е момента трения качения определяется по формуле M= δN, где δ – коэфф циент трения качения, N – модуль нормального давления. В тех случаяхА, когда по условию задачи требуется определить давление тела на опоры, нужно найти равные по модулю этим давлениям соответствующие реакции связей, а затем направить искомые давления противоположно найденным реакциям.
Процесс решения задач третьего типа сводится к следующим операциям: Д
1. Выделить твердое тело, возможность опрокидывания которого проверяется.
2. Изобразить на рисунке все заданные силы, действующие на тело.
3. Определить опору, относительно которой может произойти опрокидывание тела. И 4. Составить уравнение моментов заданных сил относительно этой
опоры.
5. Решив уравнение, определить искомую величину (предельную силу или предельный размер).
Задачи этого типа решаются в предположении, что твердое тело начинает отрываться от одной из опор. Поэтому реакцию этой опоры учитывать не следует. Тогда при равновесии тела реакция оставшейся опоры должна уравновешиваться равнодействующей заданных сил.
Это означает, что линия действия равнодействующей заданных сил проходит через оставшуюся опору и, следовательно, момент равнодействующей относительно точки опоры равен нулю.
6
Цели расчетно-графической (контрольной) работы
1. Научить студента составлять и решать уравнения равновесия для плоской произвольной системы сил, приложенных к одному телу.
2. Научить студента проводить проверку правильности проведённых результатов расчётов.
Для равновесия механической системы, на которую наложены внешние связи, необходимо и достаточно, чтобы суммы проекций активных с л реакц й внешних связей на координатные оси системы
отсчёта равнял сь нулю. |
|
Общ е рекомендац по выполнению расчетно-графической |
|
С |
(контрольной) работы |
|
|
1. На каждом чертеже должны ыть размеры. Чертежи выполняются в масштабе.
2. |
С лы следует раскладывать в точках их приложения на |
|
составляющипо коорд натным осям системы отсчёта. |
||
3. |
Выб рается та форма уравнений равновесия, которая обеспечивает |
|
минимум выч сл тельных ра от. |
||
4. |
В уравнении моментов рекомендуется находить точки, где |
|
пересекается |
число линий действия сил. |
|
|
наибольшее |
|
5. Производится проверка правильности результатов расчётов. |
||
1.2. Примеры выполненияАрасчетно-графической (контрольной)
плоскости. Д И
работы «Определение реакций опор твердого тела»
На рис. 1 показаны три разных способа закрепления твердого тела в
Рис. 1 На рис. 1,а твердое тело имеет одну опору, называемую плоской
жесткой заделкой; на рис. 1,б твердое тело имеет две опоры; на рис. 1,в твердое тело имеет три опоры. Задаваемая нагрузка и размеры в метрах во всех трех случаях одинаковые.
7
Дано. Сила Р = 20 кН; момент пары сил М = 10 кН м; интенсивность равномерно распределенной нагрузки q = 2 кН/м.
Определить реакции опор для каждого способа закрепления бруса.
С |
1.2.1 Тело с одной опорой |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рассмотрим схему рис. 1,а. Равномерно распределенную нагрузку |
|||||||||||||
заменяем равнодействующей силой Q = 2q = 2 2 = 4 кН. |
|
|
|||||||||||
Отбрасываем связи |
заменяем их реакциями связей. |
|
|
||||||||||
На р с. 2 показана расчетная схема и направления координатных осей |
|||||||||||||
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Ox Oy. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б |
|
уравнений равновесия |
||||||||||
Используем |
|
первую |
форму |
записи |
|||||||||
произвольной плоской системы сил |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
n |
|
Q Pcos60 |
X |
|
0 ; |
n |
|
0; |
Psin 60 Y |
|
0 ; |
||
F 0; |
A |
F |
A |
||||||||||
i 1 |
ix |
|
|
|
|
|
i 1 |
iy |
|
|
|
||
|
n |
|
|
|
|
Д |
|||||||
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i 1 |
iA |
|
A |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из первого уравнения X |
Pcos60 Q 20 0,5 4 6 кН. |
|
|
||||||||||
Из второго уравнения YA Psin 60 20 sin 60 17,3 кН. |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|||
Из третьего уравнения находим момент в заделке |
|
|
|||||||||||
|
M A M P sin 600 |
2 P cos600 |
|
|
|
||||||||
|
10 20 0,866 2 20 0,5 34,36 |
кН м. |
|
|
|||||||||
1.2.2. Тело с двумя опорами
Рассмотрим схему рис. 1,б. Для определения реакций опор (рис. 3) используем третью форму записи уравнений равновесия.
8
n
M iC 0;
i1
RB 2 M Q 1 P cos60 2 0 ;
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M iE |
0; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M Q 1 Psin 60 2 P cos60o 2 |
|
|
|
|
|
|||||||
YC 2 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
M iB |
0; |
М Q 1 Psin 60 2 XC 2 YС 2 0 ; |
|
|||||||||
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из первого уравнен я находим |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
R |
М Q Pcos60 |
2 10 4 20 0,5 2 3 кН. |
||||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
B |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
иИз второго уравнен я находим |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Y |
|
M Q P sin 60 |
2 P cos 60 2 |
|
|||||
|
|
|
С |
А2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 4 20 0,866 2 20 0,5 2 |
20,32 кН. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
Из третьего уравнения находим |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
M Q |
P sin 60 |
2 Y |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д |
|||||
|
|
|
Х |
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 4 20 0,866 2 20,32 2 6 кН. |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
И |
||||
|
|
|
|
1.2.3. Тело с тремя опорами |
|
|
||||||
Для определения реакций опор |
|
|
|
|
|
|||||||
(рис. 4) используем вторую форму |
|
|
|
|
|
|||||||
записи |
уравнений |
|
равновесия, |
|
|
|
|
|
||||
причем точки D и Е, относительно |
|
|
|
|
|
|||||||
которых |
будут |
записываться |
|
|
|
|
|
|||||
уравнения моментов сил, находятся |
|
|
|
|
|
|||||||
на пересечении |
двух |
|
неизвестных |
|
|
|
|
|
||||
опорных |
реакций |
|
|
(размеры |
|
|
|
|
|
|||
определяем по рис. 1, а):
9
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Fix 0 ; |
Q RC P cos60 0 ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
RB 4 M Q 1 Psin 60 2 P cos60o 2 0 ; |
|
|
|||||||||||||||
|
M iD |
0; |
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
MiЕ |
|
0 ; |
|
M Q 1 Psin 60 2 Pcos60 2 RA 4 0 . |
|
|
|||||||||||||||||
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из первого уравнен я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
R |
|
Q P cos 60 4 20 0,5 6 кН. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Из второго уравнен я |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
С |
RB |
М Q P sin 60 |
2 P cos 60 2 |
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
10 4 20 0,866 2 20 0,5 2 |
7,16 |
кН. |
|
|
|||||||||||||
|
Из третьего |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
М Q P sin 60 |
2 P cos60 2 |
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
RA |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
4 20 |
0,866 2 20 |
0,5 2 |
10,16 кН. |
|
|
||||||||||
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для проверки можно записать уравнение проекций сил на ось Y и |
|||||||||||||||||||||||
|
подставить в него численные значения найденных реакций. |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
Проверка: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
R |
|
R |
|
|
P sin 60 10,16 7,16 20 0,866 0 . |
|
|
|||||||||||||
|
F |
|
A |
B |
|
|
||||||||||||||||||
|
i 1 |
iy |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Результаты расчетов представлены в табл. 1.1. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ДТаблица 1.1 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица результатов расчета |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Схема |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Силы, кН |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
на рис. 1 |
|
|
ХА |
|
|
YА |
|
|
|
M А |
|
RB |
|
ХC |
|
|
|
YC |
|
RA |
RC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||||
|
а |
|
|
6 |
|
|
17,3 |
|
|
|
34,64 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
6 |
|
|
20,32 |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7,16 |
|
|
|
|
|
|
|
10,16 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10