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请教一四点支撑平台各支点承重量计算的问题

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发表于 2009-9-28 15:22:41 | 显示全部楼层 |阅读模式
如下面的俯视图,
7 f) E8 z7 E: C9 e5 p
/ N" u6 k2 `0 P7 D, U0 l& q平台为一刚性水平台,由弹性支撑件P1,P2,P3,P4支撑。工作台重心为图中W点。总质量为W. # ?8 B* |$ Z# r! Q1 a  \* I
几何尺寸如图中所示.* w  [6 u5 I& P+ E
请问怎样计算各个支撑件P1,P2,P3,P4的受力大小?
/ w, u. ]/ N; t$ N8 c* ]7 L4 M. D& w8 R2 x. V3 X4 \

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发表于 2009-9-28 15:51:40 | 显示全部楼层
1、受力
- H! n! Y* m, q! E& K; N' ~2、力矩
" i' }8 F- e+ f# S% ?* F平衡
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 楼主| 发表于 2009-9-28 15:55:43 | 显示全部楼层
1、受力8 F* Z5 I& a/ j
2、力矩; J' M! K2 T; ]/ ?7 D/ ?
平衡
/ Z* R) ~& ]$ k1 H5 O9 ylit_hiker 发表于 2009-9-28 15:51
0 B) R" d% J; J$ K3 i

3 r9 k+ y  E" }/ a9 g" A不知道怎么建立力矩平衡方程,能详细讲下么?
8 ^4 w; ^- G; U: o, `谢谢
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发表于 2009-9-28 16:35:40 | 显示全部楼层
可以先把同一侧的两点当成一点,算出来后再把合成一点的两点的力再算一次,高中的同向平行力。
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发表于 2009-9-28 18:07:30 | 显示全部楼层
把旋转轴设定在两个支点上,这两点的力的力臂为零。
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发表于 2009-9-28 19:24:18 | 显示全部楼层
楼主需要补补课  上述用平面汇交力系可解  授人与鱼不如授人与渔
: w/ i. g0 u! y4 Q9 _( Z0 X+ a' |) [4 i: {' v4 V
请看下面  力学教材
9 I# A. T9 g9 e$ y! j' z* t" G0 y6 t. I' K2 l5 U
2.1 平面汇交力系
8 A& p" [* T2 z# M, [( C
% N0 N! y- a4 V平面汇交力系的工程实例:7 R% q! d3 Q; l/ Y
+ H0 ?% [# O2 j5 \6 y. J
9 a. h8 Z8 U6 H( s/ H" \

, @+ f( W% e6 e& Y9 `5 ?2.1.1 力的分解 7 [& u! Y+ @5 I% `7 d
8 Q( ]1 v8 W5 L4 Z( s6 A! g
按照平行四边形法则,两个共作用点的力,可以合成为一个合力,解是唯一的;
' V; A  U. j! R8 T
; V" C( b& j- x' ?3 H6 m但反过来,要将一个已知力分解为两个力,如无足够的条件限制,其解将是不定的。3 e) K8 Z: Q0 E# o. ^  m: M

1 z' ~% x" n$ C/ T0 e# ]: r2.1.2 力在坐标轴上的投影
3 [9 X6 |" G7 C& M7 ~- I4 @
4 M& x0 ~( i; P, i5 k# h 2 X' m( \( P+ L; w$ M

  D& u* @' A2 p6 a9 O. Q& T1 m2 x6 ]5 c, ~' j" \
注意:力的投影是代数量,它的正负规定如下:如由a到b的趋向与x轴(或y轴)的正向一致时,则力F的投影Fx(或Fy)取正值;反之,取负值。
8 I" j& w2 {+ m6 {' K# d" l/ a' P; d" q$ S' g

! k" E$ ?& G9 j* c5 q$ p9 x# n7 w1 j5 W. q) j
2.1.3合力投影定理- \9 X/ E- H- j* h4 D- t

: V4 j  R) M; t  Q" z
- D, a8 t6 U/ q: g) v% P8 f! t% q; w
" n* _$ H$ {& ], F+ @
5 s' O- P; |8 f' h

# \- c) g7 @4 x$ _% A 0 w& k; n( m8 s# z' T2 n: {+ A
( o( m9 L2 K- h# Q2 l3 @% H

, z  T, ], {" x. u& Q. g合力投影定理——合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。
( _& k$ b% C+ |
" u2 M/ o/ v( ]4 K) d2.1.4 平面汇交力系的平衡条件 . u, a( x9 |0 z( @! @1 [
  _8 S0 ~3 o: u
平面汇交力系可以合成为一个合力,即平面汇交力系可用其合力来代替。显然,如果合力等于零,则物体在平面汇交力系的作用下处于平衡状态。平面汇交力系平衡的必要和充分条件是该力系的合力F等于零。即$ y4 O+ S% V/ G" j+ X. y

7 k, W0 W% ^9 E  B7 x# o, |6 m; L1 {; W$ Y" T% D

2 X/ I3 ^6 o- q" _* n: `' n9 C5 L4 t" E9 o& n0 L2 P8 H

1 `& F, }3 N8 B& @8 I4 s4 v
, v& A/ A1 }+ n
. q: M% Q, }9 ?/ R4 o2 K; f' e6 z, @3 b7 `! K
力系中所有各力在两个坐标轴中每一轴上投影的代数和都等于零。这是两个独立的方程,可以求解两个未知量。4 z9 S4 y' l* M. G$ g
! ~' ?$ w% G( ~: V0 b% }
例2-1 如图所示为一吊环受到三条钢丝绳的拉力作用。已知F1=2000N,水平向左;F2=5000N,与水平成30度角;F3=3000N,铅直向下,试求合力大小。(仅是求合力大小)3 y! W0 D! }$ b% b2 P+ ]: v
# `+ r- K) D0 Y% w: U' F
7 u1 u. \3 A7 |) ^: i: G' v

* f( B# q9 R* B, E8 P例2-2 图示为一简易起重机装置,重量G=2kN的重物吊在钢丝绳的一端,钢丝绳的另一端跨过定滑轮A,绕在绞车D的鼓轮上,定滑轮用直杆AB和AC支承,定滑轮半径较小,大小可忽略不计,定滑轮、直杆以及钢丝绳的重量不计,各处接触都为光滑。试求当重物被匀速提升时,杆AB、AC所受的力。; Z  ~4 K8 x1 z& a% m+ P# x

. Y! o. |) b- K
, T' [" J- h* m* ~. c
  K* ]& r2 x1 n" V" q解 因为杆AB、AC都与滑轮接触,所以杆AB、AC上所受的力就可以通过其对滑轮的受力分析求出。因此,取滑轮为研究对象,作出它的受力图并以其中心为原点建立直角坐标系。由平面汇交力系平衡条件列平衡方程有
  [! u/ x( I+ j/ p) r4 m
% {, ]8 P% Z8 T, _, e3 i3 N( F0 ^( E' L5 o; o
* z( {3 {: j9 c, }- j. B5 A9 S# {4 `' _
解静力学平衡问题的一般方法和步骤:
: a* I1 V6 H1 q5 y( }% [" {/ R+ V6 W5 u5 P6 @" p
1.选择研究对象 所选研究对象应与已知力(或已求出的力)、未知力有直接关系,这样才能应用平衡条件由已知条件求未知力;
% z. o$ |& M1 o. M; i
7 ]2 m  U" E1 Q( I2 x; T. a, p2.画受力图 根据研究对象所受外部载荷、约束及其性质,对研究对象进行受力分析并得出它的受力图。' F- L- i1 M* u
9 C4 D( u6 G+ j; \$ S/ x
3.建立坐标系,根据平衡条件列平衡方程 在建立坐标系时,最好有一轴与一个未知力垂直。
  ]. q1 ]0 h# Z) d5 O; }' w* I0 a: m3 L! M# V! J1 q! d2 E
在根据平衡条件列平衡方程时,要注意各力投影的正负号。如果计算结果中出现负号时,说明原假设方向与实际受力方向相反。9 u/ q" v8 p& }
# D! {% c) N3 X" n6 q
2.2 力矩与平面力偶系' m& f, A, V4 m5 Q! k7 G" i: l& @  K
  B* O  k+ ?' s  f; R: E; V
2.2.1 力对点之矩?(简称为力矩), Z! O2 a; I5 B  Q

  k$ z% Q7 a* i6 c  k% k& z1.力对点之矩的概念
2 Z3 D5 D  B9 [6 ~+ m0 Y8 f5 l6 |9 v* A% @8 m
为了描述力对刚体运动的转动效应,引入力对点之矩的概念。
, w5 c* x! o: ]- S. Y, W) v7 V. w- e: ~: y. I, a
" D3 ~+ X5 y* `+ N& H) c; l) K
. m# V6 m" Y" Q/ D1 q
力对点之矩用Mo(F)来表示,即 Mo(F) = ± Fd: H/ L7 U2 J- f: k& S- i, B8 ]
- q% s( t; v! [0 `
一般地,设平面上作用一力F,在平面内任取一点O——矩心,O点到力作用线的垂直距离d称为力臂。+ I4 S% X% z8 C$ D; d! G% x

- i$ b" A+ i& O6 [4 K6 T! E3 { 2 m0 H$ p3 d. S7 ]8 o4 E* W

1 P% M# @7 W  x$ V  _% RMo( F ) = ± 2△OAB % ^! [' Q8 _* C& z& r! `% X4 V
" V$ V8 A4 }' t3 `  E- _( B: b& c
力对点之矩是一代数量,式中的正负号用来表明力矩的转动方向。
! @( P0 [- P- d( r* e
) z: m7 C# I' k1 w5 z7 o% ?! F( w+ M矩心不同,力矩不同。 9 d/ p  D  }% s3 o2 I5 W
1 Z0 p1 y# x# `3 N  Y/ f
规定:力使物体绕矩心作逆时针方向转动时,力矩取正号;反之,取负号。
* V5 O) O9 j3 d6 W3 U. f# [  D! b1 a3 d) S7 [. Y( t) {6 s  j" o7 ]
力矩的单位是Nmm。: k& Z5 A0 ^! o4 \/ D' Y

5 r2 F' `% o0 |9 d3 R" l7 t. {7 I由力矩的定义可知:
  Q' [5 p* b$ B, k1 [4 U
% W4 U# H! o4 [8 r# f0 u! n! n& e(1)若将力F沿其作用线移动,则因为力的大小、方向和力臂都没有改变,所以不会改变该力对某一矩心的力矩。
2 S/ z( K- x  t3 \+ ], A( p$ j
' J, O1 D/ E" k9 U(2)若F=0,则Mo(F) = 0;若Mo(F) = 0,F≠0,则d=0,即力F通过O点。
$ E: Q3 L  ], n- Z+ O' f+ k
  X( S$ Z; H. ]! ]4 d, _* M( B" ~力矩等于零的条件是:力等于零或力的作用线通过矩心。
9 |5 P5 H" \: |2 A& y# P+ Q1 D  c8 |4 W0 U  F6 K
2.合力矩定理
9 {# B0 Z6 z. o. }4 N
* D$ r4 l& r8 d7 O9 L# r! S* F2 f设在物体上A点作用有平面汇交力系F1、F2、---Fn,该力的合力F可由汇交力系的合成求得。
! S6 N( K7 ^3 _0 G9 c$ w4 |8 C& `# Z2 R* C0 K- W
4 F- {+ o& E/ g
8 J6 F& E  H9 ~. g' {
计算力系中各力对平面内任一点O的矩,令OA=l,则' ?' b- ^# n* h5 L0 U( T3 U

: b% }. ?0 U. n+ h* H1 \Mo(F1)=-F1d1=-F1lsina1=F1yl7 W! h  `. Q! L( J# S- i
6 ?$ B0 D' Q: B, J! I) v
Mo(F2)=F2yl, P+ E/ ]3 M6 j

( k: {; w9 w$ GMo(Fn)=Fnyl
7 F" _6 ^* B( {: `; g% `3 b6 }1 l, S2 T4 J' p! N6 h
由上图可以看出,合力F对O点的矩为# K. f6 a# n. H9 Y; z5 \0 {; ?2 w7 o3 ^
; ?! ^2 }7 s1 B4 ?. |& K
Mo(F)=Fd=Flsina=Fyl
* E' {$ Q5 S& Z0 @: h) ^& _! I' N# w- E+ D, s9 }3 M
据合力投影定理,有5 i# e% M$ U+ t* ~! i+ {
5 L0 z. n, k: Y$ D
Fy=F1y+F2y+---+Fny
- h: ]3 F8 b' y/ u& H
6 ]; V; Z# J9 j/ E1 x. nFyl=F1yl+F2yl+---+Fnyl% O" F; m" `! j+ m

6 W! p+ X- I# M8 }0 P
! E9 Y: T3 ?9 c( k- T. p6 s; E" D$ c
Mo(F)=Mo(F1)+Mo(F2)+---+Mo(Fn)0 n" ^' f1 |4 U* h4 g: I" X. y
; l2 B7 B: K- ~+ g  k9 P- v

  @9 v* Q3 ^3 c0 C* H
# v) F# P' [8 t0 H" n# n合力矩定理:平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩,等于其所有分力对同一点的力矩的代数和。
/ P) M; v; S  [% a' W% V
0 D. U5 v9 x% O- ]! e3.力对点之矩的求法(力矩的求法)
% F" f& Y& n$ K. `5 e; p- k1 s- E" S6 j" p5 p% n! D) b2 U% @/ z
(1)用力矩的定义式,即用力和力臂的乘积求力矩。
- U- R+ m5 J! t& Z
1 R+ O9 h+ h6 P/ R3 G注意:力臂d是矩心到力作用线的距离,即力臂必须垂直于力的作用线。?
8 T. ?% x: ^. y) u2 p2 N$ N* P# S  d. _4 e' k, n
(2)运用合力矩定理求力矩。力分解
* Y1 K3 d+ M' G% Q! O5 a  z1 S6 V$ W2 D  E: `) e! n6 h  Z2 P
例2-3 如图所示,构件OBC的O端为铰链支座约束,力F作用于C点,其方向角为 α ,又知OB= l ,BC= h ,求力F对O点的力矩。4 E) a( M' m$ d' M) K: @# c

* R& a1 E$ \! s3 E9 d- q , `0 h& s: p5 h. T8 d0 ^
- I  n! Q1 K# y8 |# A3 H
解 (1)利用力矩的定义进行求解
6 ~# E* e5 F0 t( o# w* W
' E* i; l: i6 ^% x9 a# m/ m
" c" }9 G# ^  a
: L7 b0 `% E: y4 d% r$ b如图,过点O作出力F作用线的垂线,与其交于a点,则力臂d即为线段oa 。再过B点作力作用线的平行线,与力臂的延长线交于b点,则有* m0 N$ V! M: ?+ x1 `

3 K% @8 ?5 |& b6 Z & E5 G- h/ g. M

. m$ }- H" y( ^$ m; v7 o. h(2)利用合力矩定理求解
! w, D, d% j2 n) `' r8 ~' R  I8 j% j# j/ L7 A
将力F分解成一对正交的分力
" g! t2 ^' |4 z2 l) W% H- Y: X# ^
$ q8 N1 Z+ h! `  i8 a
8 `) n% D3 u3 n9 S. d
力F的力矩就是这两个分力对点O的力矩的代数。即
" x$ c" F$ S1 G8 o5 f/ \. r1 E+ ?' A6 m; s/ f7 c1 W% M/ t" x
Mo(F)=Mo(Fcx)+Mo(Fcy)=Fhcosa-Flsina=-F(lsina-hcosa)  N. F- {2 k! i) Q' x2 P- y
; e- [' g( p* I( u
2.2.2力偶及其性质
0 g6 @: A; q$ K5 L4 A- Q. w9 V2 {) Z# W
1.力偶的定义 6 Z4 C+ ~! S" o4 Y1 H. `

6 f% R- C. U% x# l1 a在工程实践中常见物体受两个大小相等、方向相反、作用线相互平行的力的作用,使物体产生转动。例如,用手拧水龙头、转动方向盘等。  E  X9 H% T: e  `

1 m% w$ D( s0 M! p
8 M2 R5 i2 O: J9 a8 b; }& F0 \
7 ?; f# M3 k9 s( v- f5 P; P力偶——大小相等、方向相反、作用线相互平行的两力,如图中的力F与F'构成一力偶。记作(F,F')
. L' G$ p7 H) t" M7 q: k8 q1 s6 X- p; F
力偶作用面——两个力所在的平面
( J# Q- Z0 \' X6 Z$ M
- y! D" V  a/ ]' E4 ^8 n1 k力偶臂——两个力作用线之间的垂直距离d$ j0 o" k' Y9 a. c0 {" F! S

3 R8 g3 `4 R8 A- G7 b# m4 Q) o力偶的转向——力偶使物体转动的方向
, J/ E: s0 u- o0 t! X, n+ [) a3 l
( @, M( Q; K2 J力偶只能使物体转动或改变转动状态。怎样度量?8 R4 x1 F! B7 M9 Q: W$ C

+ i& {% }' b  Y' x! c: V力使物体转动的效应,用力对点的矩度量。
& O, Q3 m1 a! v* C, j) T8 ]& N" h! f/ N  B. ^9 z8 k
设物体上作用一力偶臂为d的力偶(F,F'),该力偶对任一点O的矩为: I# i0 [  _, `

$ m2 v" f0 Y6 T( d3 Q 0 ?6 s1 g6 f. A: _# s9 n" ]" A

. L" I+ `) T7 ]3 ]Mo(F)+Mo(F')=F(x+d)-F'x=Fd
) s  U. N/ z; H1 Y" u$ t/ N" f
' Y, x9 S' A8 ^9 w! r7 p由于点O是任意选取的,故力偶对作用面内任一点的矩=力偶中力的大小和力偶臂的乘积(与矩心位置无关)
1 F/ F: C- I9 e: U- E. W
+ {5 p0 f+ K1 U* T; U力偶矩——力偶中力的大小和力偶臂的乘积,记作M(F,F')或M1 X0 b- v: s& x" I
" ^4 B+ B8 w2 m8 a( c" o) F
M(F,F')=±Fd 规定:力偶逆时针转向时,力偶矩为正,反之为负。
! D' s- _4 K* P1 v) F; V/ Q( c$ h* d5 n0 e* U$ s
力偶矩的单位是Nmm。 力偶同力矩一样,是一代数量。, p  j9 n& k5 f2 i  {8 Y' d, Y( a4 B+ y
, @0 k' }  C7 V$ f& j: V
Mo(F) = ± Fd
3 y- J2 _9 ~" l
. O4 q- g1 G' r4 R, v3 {" o( w力偶的三要素——大小、转向和作用平面
- i% _% c& I; D
" b! ~# A) D5 R4 A, ?% z$ t2.力偶的性质
" p! W$ `& w% y- ?" h& p( |% V  W$ V& U
(1)力偶无合力。/ W4 N" T, }, ^  B
" ^0 @6 f5 n: f( _& j. m* d* P  L7 P- ~. X
力偶不能用一个力来等效,也不能用一个力来平衡。0 F& J' U% F8 I$ {# [+ l. w

$ F, s$ P3 v) F. i) B* L) }/ {可以将力和力偶看成组成力系的两个基本物理量。
7 S/ F- v2 g. A- ~: Q% K) i5 A
* v- j4 D) W# j/ |(2)力偶对其作用平面内任一点的力矩,恒等于其力偶矩。 8 Z5 u$ J0 Y' E+ {9 M

/ @  F, g" n7 O  [(3)力偶的等效性力偶的等效性——作用在同一平面的两个力偶,若它们的力偶矩大小相等、转向相同,则这两个力偶是等效的。
' o2 W  y: t, l4 U+ @1 ?1 E& w, A3 F- G$ j! W2 q
力偶的等效条件: 2 H, E* E9 X4 \  K6 p9 E0 @$ X

2 R+ W: R7 }2 o. S! K7 d1)力偶可以在其作用面内任意移转而不改变它对物体的作用。即力偶对物体的作用与它在作用面内的位置无关。
4 J0 G' s; X1 ?, q: w$ t2 i# i% G' Y. N9 c9 {
2)只要保持力偶矩不变,可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短,而不会改变力偶对物体的作用。
* q6 \, P( p6 ^: f  W( P6 L
+ B) v: X( {5 y. C2 s2.2.3平面力偶系的合成与平衡
( }# l, E  N* O6 D3 ]' c( F/ }5 k, B8 W( ^
平面力偶系——作用在刚体上同一平面内的多个力偶。
% G( u- p( R4 D$ e" v
$ J  \8 d# n1 [6 G+ W1.平面力偶系的合成
, k9 }) z' l$ \9 R8 e: o4 n  s' L% u% X8 H7 M; ^, _& f6 w
例 两个力偶的合成
+ |0 [$ G/ r" \) V2 s/ d6 s9 I; {. Y

6 u6 v* u7 g% ~7 ?& |' dM=M1+M2+---+Mn( E& y) k; V: A- v

! k' R* b- c( Y8 b$ L# I  F5 m9 G6 R. t& ~* O& i# ^% g
————力偶矩等于各分力偶矩的代数和
) n- \+ I6 x! G! i3 P
  @( x" M$ e  V- k3 u7 Z/ L6 e2.平面力偶系的平衡
$ i. c9 k# ?& r$ B5 t, ?5 R7 p! n/ K7 P# j5 g9 L
平面力偶系合成的结果为一个合力偶,因而要使力偶系平衡,就必须使合力偶矩等于零,
9 h. `/ w8 Q6 M; c- T' l9 a7 x1 n# I8 u
例2-4 梁AB 受一主动力偶作用,其力偶矩M=100Nm ,梁长l=5m ,梁的自重不计,求两支座的约束反力。$ z5 y1 ?3 r+ e' d4 x) S
/ v1 e3 x7 ?5 H4 I
# M- Y$ X0 z& P

( l) v) j* @" D- b  E) s% |解 (1)以梁为研究对象,进行受力分析并画出受力图
' y& `0 F% O% Q1 o, O% N
- D0 U0 P/ B" a/ [' }1 [& \, L& ~FA必须与FB大小相等、方向相反、作用线平行。
/ T) M( A( M" h$ @  Q) y# x- G- W6 a3 ^; d+ I
(2)列平衡方程3 ?. V* x6 A4 q( q# X
2 ?' X" i$ \' A
   
5 @3 ]! R/ t+ z4 l( x2 k0 E8 S' \! w% Y6 C. L! @; O9 P
2.3 平面一般力系7 x& P; _6 Z: v+ l, t8 @
+ b7 }$ F9 v1 S6 E  B9 {
平面一般力系——作用在物体上的各力作用线都在同一平面内,既不相交于一点又不完全平行。9 Q  P! U; f7 A' d2 }4 H+ ]
& K& g# N: Q) Y' }8 `
- J* c; C1 j% d4 M4 o; |- P

  P. C' _9 g( H- A7 n上图起重机横梁AB受平面一般力系的作用8 J8 [' R1 B& u" ^& |. D- M

3 C; A4 m3 x! S7 m3 h6 L2.3.1平面一般力系的简化$ p$ f+ j% V9 W0 `+ G

- O& ?# i5 s+ p1.力的平移定理力的可传性——作用于刚体上的力可沿其作用线在刚体内移动,而不改变其对刚体的作用效应。+ h; t0 b/ c  H6 @7 r% a0 D4 z
7 o; n5 s! y0 p0 w) Q/ S; F7 c
问题:如果将力平移到刚体内另一位置?! }% _" U# j( s* K9 v5 w) u

) J- o* t: C2 O+ p1 I- G将作用在刚体上A点的力F平移动到刚体内任意一点O,
- e' P! a$ T7 q8 L0 Z" }
. t, m, }" q( k! q. q; p( s
2 d2 i8 @" f- N/ J  ?; B, l1 H7 N6 ]9 z9 {% u/ |
附加力偶,其力偶矩为% A6 g: P! j5 B9 v$ l

4 h2 b. r4 t  U4 DM(F,F'')=±Fd=Mo(F)# Z, J* |+ G  r4 N4 b% V& {  \5 T
. a  }. n, d8 U
上式表示,附加力偶矩等于原力F对平移点的力矩。+ X: i4 n! Q$ i& ?7 J1 `9 ^; h
# E- T' B; c( l! P0 N; g! {
于是,在作用于刚体上平移点的力F′和附加力偶M的共同作用下,其作用效应就与力F作用在A点时等效。
* ]% C/ E: Y; S! z' f. n) u* @4 g/ _) n' F' k# o9 G3 F% ]: Z
力的平移定理——作用于刚体上的力,可平移到刚体上的任意一点,但必须附加一力偶,其附加力偶矩等于原力对平移点的力矩。
0 ]+ z( B) |5 }7 H2 X: d% w9 `1 [" t7 j- Q. L
根据力的平移定理,可以将力分解为一个力和一个力偶;也可以将一个力和一个力偶合成为一个力。
; u8 m1 A9 a/ k$ I3 A' A
# u( v9 S' v3 t" _' f2 R. P# @* c( A( T9 B8 E
2.平面一般力系向平面内任意一点的简化
' [, Q/ v. f" _% e( n: z2 ^9 j& t
8 k3 \8 N6 K! E# E# Y
0 u1 T0 d. F; C# o; ~ 2 `  s0 k$ g: m4 H
+ T& ~, ]* x* e$ g% }$ ?
α——主矢与x轴的夹角
" {) }! m5 Y8 I3 f# X  T( E
. j5 y- w$ F+ \) u' f. T2 WMo——平面一般力系的主矩
6 F! g2 K5 [- G+ o- R! @$ W; N5 i7 ~7 n6 W+ w# ]8 l  ?8 V  c
主矩=各附加力偶矩的代数和。
) |, C7 L' I4 n+ X6 ^! J8 w( u$ t8 V' O
(由于每一个附加力偶矩等于原力对平移点的力矩,所以主矩等于各分力对简化中心的力矩的代数和,作用在力系所在的平面上。)- z" `+ f4 `8 g5 r# P/ @
) l  M- W) |* N3 ~$ \
Mo=M1+M2+---+Mn=Mo(F1)+Mo(F2)+---+Mo(Fn)) {$ l6 p* q3 p. R* e& w+ c' }* F

) t3 S: x2 m. n1 @5 e, e5 t平面一般力系向平面内一点简化,得到一个主矢 F'R 和一个主矩 Mo,
- r) j9 u4 d/ C5 w* H2 T1 P2 O9 H$ _
    主矢的大小等于原力系中各分力投影的平方和再开方,作用在简化中心上。其大小和方向与简化中心的选择无关。 & d! [+ S0 U5 r: E) x

* g. U! V6 C1 y/ B9 \    主矩等于原力系各分力对简化中心力矩的代数和,其值一般与简化中心的选择有关。 $ |. N4 r# R2 L; ~

$ \' X% O; [, e9 d: n( E3. 简化结果分析
" s3 N  F, K, o# h$ o: E/ ]
- F0 `  N/ `: Q$ V2 t0 ~) D    平面一般力系向平面内任一点简化,得到一个主矢 F' R 和一个主矩 M o ,但这不是力系简化的最终结果,如果进一步分析简化结果,则有下列情况:
7 }3 Z$ x( ^$ f1 j
6 p) {- P# D3 M: CF'R =0, M o ≠0 ( v8 j" E1 w0 `/ N8 j# }
% O* d, C# [+ x! r
F'R≠0, M o =0
* F: {. ~/ D* Y* u' b* ^4 Q2 X. ?  |) Z9 {& {
F'R ≠0, M o ≠0
# Y6 {* m  r5 ^
# P* v  q% R( Y$ L* YF'R=0, M o =0(力系平衡)
; S" O$ y" Y' O& F
. B) U4 [) ]$ O  ~  y6 ~2.3.2 平面一般力系的平衡& U8 @. |( V- \

  ^0 e6 x- J& E7 G- U+ O9 t1.平面一般力系的平衡条件
+ S, P( m( S% B6 n! y7 N" s' n# @1 j  r% x$ q" N+ r$ }
平面一般力系平衡的必要与充分条件为: ! G3 r5 H# K4 E* E' _1 m! W
9 J. Y- l) k" t  }% r* H
) i* V* @$ A* n% o+ ]

$ C# }6 K+ U8 p/ w- A+ Z$ E6 j! X  0 v+ _- g' |. I; g4 P7 s* d: t
0 m$ l( ^% K  A6 [/ P
2.平面平行力系的平衡条件
- L1 ]! C! j) L; ]4 _0 f% r/ y* x1 a8 J. @; r3 z0 }& A" m, t$ _
平面平行力系的平衡方程为 ) H9 u3 z6 |5 U3 s  X) P% ]

. T0 t" c. o* G# D# \/ J  u
' a$ Y: K, T# ?& j8 X, U& l- V, q2 z+ ?3 b
平面平行力系只有两个独立的平衡方程,因此只能求出两个未知量。 ) `  n* A2 O9 B8 a
! r2 K+ w: s9 Q8 p1 `, h9 i1 [0 g
例2-6 塔式起重机的结构简图如图所示。设机架重力 G =500kN ,重心在C点,与右轨相距 a =1.5 m 。最大起吊重量 P =250kN ,与右轨 B 最远距离 l =10 m 。平衡物重力为 G 1 ,与左轨 A 相距 x =6 m ,二轨相距 b =3 m 。试求起重机在满载与空载时都不至翻倒的平衡重物 G 1 的范围。
$ y$ C( i, A, k$ w+ N- u# w% x$ C2 [5 R; A# m
3 y; [' ^" n9 V' P& M/ m
' [5 q9 M" R$ @) o  W! K$ }; `
解:取起重机为研究对象。
( l* v' C: v$ q% s! t) O3 F  e
. j! b* k6 z8 k8 ^: v是一平面平行力系
8 F& e. s7 ~0 v; w4 L) [$ [2 k7 U+ u' M. o4 R
3.物体系统的平衡条件 7 ]; E" I+ ]3 w

+ e% H- P8 I1 {物系——由多个构件通过一定的约束组成的系统。
' v0 @4 z( U/ `+ ^, k
; q! d( E7 R' Q# R. d    若整个物系处于平衡时,那么组成这一物系的所有构件也处于平衡。因此在求解有关物系的平衡问题时,既可以以整个系统为研究对象,也可以取单个构件为研究对象。对于每一种选取的研究对象,一般情况下都可以列出三个独立的平衡方程。3n
$ u' o4 l, K4 C, }+ ]& o! }& E! h
物系外力——系统外部物体对系统的作用力
: y; _6 D+ s% t6 S9 C, ]1 U" Y. c
物系内力——系统内部各构件之间的相互作用力
" h1 V' w/ ]" _4 T" T3 o3 w( C/ a$ g
物系的外力和内力只是一个相对的概念,它们之间没有严格的区别。当研究整个系统平衡时,由于其内力总是成对出现、相互抵消,因此可以不予考虑。当研究系统中某一构件或部分构件的平衡问题时,系统内其它构件对它们的作用力就又成为这一研究对象的外力,必须予以考虑。
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发表于 2009-9-28 19:28:13 | 显示全部楼层
上面没有高级回复,所以不显示图形,请管理员删除。看下面- M; f5 S* R* C( @9 O( x. G
+ c  R9 `: v. _) B' B! ^
2.1 平面汇交力系
平面汇交力系的工程实例:
4 [: b: Q. \: N2 k( k# d# b
2.1.1 力的分解 # H# V& h. |9 v$ T2 d& q/ p8 j
按照平行四边形法则,两个共作用点的力,可以合成为一个合力,解是唯一的;
6 |  H! ^* ?0 ?7 {但反过来,要将一个已知力分解为两个力,如无足够的条件限制,其解将是不定的。
& R& ?- Q# A% w, b: _2.1.2 力在坐标轴上的投影, J7 ?) S; [( \4 b

% i+ ~" b: V0 j, A2 b4 y+ y0 @注意:力的投影是代数量,它的正负规定如下:如由a到b的趋向与x轴(或y轴)的正向一致时,则力F的投影Fx(或Fy)取正值;反之,取负值。
# R+ M! O6 R7 l9 K* K

1 {) Y% q) t6 {" b  b2.1.3合力投影定理
4 {# c) d7 x' P$ ?1 z
# U+ T- [% s7 l& c$ D( N

" y2 L& d" D1 r' v$ V7 W1 K7 s8 ^2 _+ N
2 [* Q3 d" b0 J6 ]+ Q
合力投影定理——合力在某一轴上的投影等于各分力在同一轴上投影的代数和。" y' \8 n% s$ j# s  J
2.1.4 平面汇交力系的平衡条件 . t; ]& h8 e/ Z
平面汇交力系可以合成为一个合力,即平面汇交力系可用其合力来代替。显然,如果合力等于零,则物体在平面汇交力系的作用下处于平衡状态。平面汇交力系平衡的必要和充分条件是该力系的合力F等于零。即; s8 N) |2 W& l, z

& i2 u; L  D( h, r7 O0 x) N9 X

% E0 O. p7 E8 t; p0 w0 M/ M3 ]; W力系中所有各力在两个坐标轴中每一轴上投影的代数和都等于零。这是两个独立的方程,可以求解两个未知量。
) m) o4 r9 o+ Y7 `- ]例2-1 如图所示为一吊环受到三条钢丝绳的拉力作用。已知F1=2000N,水平向左;F2=5000N,与水平成30度角;F3=3000N,铅直向下,试求合力大小。(仅是求合力大小)
8 |" w/ x( _7 ^# j4 q
( d& ?* q) c. I1 }
例2-2 图示为一简易起重机装置,重量G=2kN的重物吊在钢丝绳的一端,钢丝绳的另一端跨过定滑轮A,绕在绞车D的鼓轮上,定滑轮用直杆AB和AC支承,定滑轮半径较小,大小可忽略不计,定滑轮、直杆以及钢丝绳的重量不计,各处接触都为光滑。试求当重物被匀速提升时,杆AB、AC所受的力。
# K: F8 D6 z& R* L9 [) F$ Z
+ |) U, w# V: X
解 因为杆AB、AC都与滑轮接触,所以杆AB、AC上所受的力就可以通过其对滑轮的受力分析求出。因此,取滑轮为研究对象,作出它的受力图并以其中心为原点建立直角坐标系。由平面汇交力系平衡条件列平衡方程有) u) u: R0 c  l
; i7 h1 M% V8 a+ g
解静力学平衡问题的一般方法和步骤:+ [8 I5 \% [/ \% |6 ~4 A4 X) A7 N
1.选择研究对象 所选研究对象应与已知力(或已求出的力)、未知力有直接关系,这样才能应用平衡条件由已知条件求未知力;
! ~% i6 k' J$ T2.画受力图 根据研究对象所受外部载荷、约束及其性质,对研究对象进行受力分析并得出它的受力图。
; W" _5 w! Z5 {' Q3.建立坐标系,根据平衡条件列平衡方程 在建立坐标系时,最好有一轴与一个未知力垂直。
6 a9 _* ^: C+ ^( t9 n在根据平衡条件列平衡方程时,要注意各力投影的正负号。如果计算结果中出现负号时,说明原假设方向与实际受力方向相反。1 Q1 t. m4 ~, ~
2.2 力矩与平面力偶系
2.2.1 力对点之矩?(简称为力矩)
1.力对点之矩的概念
为了描述力对刚体运动的转动效应,引入力对点之矩的概念。
* R) t2 T/ W. D% h/ |' E% m
力对点之矩用Mo(F)来表示,即 Mo(F) = ± Fd
( H$ b3 D3 r3 h( g一般地,设平面上作用一力F,在平面内任取一点O——矩心,O点到力作用线的垂直距离d称为力臂0 `, u+ P- k) j: Q9 ^4 e/ B% F6 B
$ L) S" _# T- z  G: Z- R) g* X
Mo( F ) = ± 2△OAB
* B" x: s$ x3 u: Z# B: ]# j. z力对点之矩是一代数量,式中的正负号用来表明力矩的转动方向。
. E5 _$ B, U/ y, ?3 ?矩心不同,力矩不同。
% W* ?1 }: v( g% w5 W2 ?2 O, z规定:力使物体绕矩心作逆时针方向转动时,力矩取正号;反之,取负号。
3 X: X" J0 a! {/ z' Y: }力矩的单位是Nmm。
0 S& A4 j( e: Y6 T3 C由力矩的定义可知:
; ^! U0 j  ]6 u(1)若将力F沿其作用线移动,则因为力的大小、方向和力臂都没有改变,所以不会改变该力对某一矩心的力矩。
0 u' T7 E: O! [! _  d0 [, n(2)若F=0,则Mo(F) = 0;若Mo(F) = 0,F≠0,则d=0,即力F通过O点。 + X  k3 w  }% C- x6 m
力矩等于零的条件是:力等于零或力的作用线通过矩心。
4 v- a" ]+ }9 h/ f2.合力矩定理
9 m4 H/ z' B# B) |# E设在物体上A点作用有平面汇交力系F1、F2、---Fn,该力的合力F可由汇交力系的合成求得。9 a- e( m$ O  f+ l1 `1 |: _

$ |% p) w5 T0 ?( N( @3 E计算力系中各力对平面内任一点O的矩,令OA=l,则8 }3 Y6 A# J. J7 g0 v9 V
Mo(F1)=-F1d1=-F1lsina1=F1yl
& y! W- E4 D3 b/ r8 ]9 @Mo(F2)=F2yl+ ~) O. t+ ^8 A5 q% k' {" I/ A
Mo(Fn)=Fnyl
% l: C# _" y7 l/ i由上图可以看出,合力F对O点的矩为+ \  f: j' @4 v7 r3 d
Mo(F)=Fd=Flsina=Fyl
6 f- F& X3 O8 b/ l  E据合力投影定理,有) \+ H- T$ V/ G9 v9 I3 {
Fy=F1y+F2y+---+Fny# v- z4 M6 k) i1 ]- o
Fyl=F1yl+F2yl+---+Fnyl- x; o4 K% M: ^8 ~* Z* d9 m
  c2 k$ V. Q! H# |4 `- C0 N6 R1 I
Mo(F)=Mo(F1)+Mo(F2)+---+Mo(Fn)! M* D1 B6 Y5 a, P
! x# r- B% y+ A: k
合力矩定理:平面汇交力系的合力对平面内任意一点之矩,等于其所有分力对同一点的力矩的代数和。# \, ]5 P, G$ d: p$ R
3.力对点之矩的求法(力矩的求法)
# a) B! A! o2 K' U) b6 b" j) \" A6 g(1)用力矩的定义式,即用力和力臂的乘积求力矩。
* q0 J6 V( [. P9 V0 t0 f& z注意:力臂d是矩心到力作用线的距离,即力臂必须垂直于力的作用线。?
% W3 e7 A& S6 s6 m+ g(2)运用合力矩定理求力矩。力分解" P* m+ x6 U3 l
例2-3 如图所示,构件OBC的O端为铰链支座约束,力F作用于C点,其方向角为 α ,又知OB= l ,BC= h ,求力F对O点的力矩。) s( p2 W1 L6 u) q% ~" \& I" S
! P( N+ a1 `* [% t* d% n# ?# L2 W
解 (1)利用力矩的定义进行求解 9 E1 f& Q) i4 A8 x
+ Y' g! {& \2 n+ d- [
如图,过点O作出力F作用线的垂线,与其交于a点,则力臂d即为线段oa 。再过B点作力作用线的平行线,与力臂的延长线交于b点,则有' E" N! m1 Q; z4 A, o
" H1 E$ g8 K3 T% f2 ]4 X) j
(2)利用合力矩定理求解 0 }! `$ t% i& A7 O! I+ E0 Z
将力F分解成一对正交的分力
1 I6 Q5 Y' w' `
2 [, A$ P" l" u
力F的力矩就是这两个分力对点O的力矩的代数。即0 A9 \: f" l0 D
Mo(F)=Mo(Fcx)+Mo(Fcy)=Fhcosa-Flsina=-F(lsina-hcosa), T, \; {- T/ `9 R
2.2.2力偶及其性质
' b1 h+ E7 C, }- }# Y$ i1.力偶的定义
( r6 U5 i# y1 A7 y% m4 l! [在工程实践中常见物体受两个大小相等、方向相反、作用线相互平行的力的作用,使物体产生转动。例如,用手拧水龙头、转动方向盘等。
( G2 x' S5 Y: }3 H% Q
8 b/ H4 S( ^" z# s# W" }
力偶——大小相等、方向相反、作用线相互平行的两力,如图中的力F与F'构成一力偶。记作(FF')  G- E' M) [2 Z$ x8 a# x
力偶作用面——两个力所在的平面6 r. F" h7 n& ^' k1 O; _; K
力偶臂——两个力作用线之间的垂直距离d9 k( B0 Y$ V6 k3 u$ v
力偶的转向——力偶使物体转动的方向 % |8 ?: e: p1 R6 r" m+ Q* W
力偶只能使物体转动或改变转动状态。怎样度量?: \/ o1 d/ L3 w6 x8 r, P0 L4 D5 T7 ~
力使物体转动的效应,用力对点的矩度量。
5 T! f* h3 q9 i' ~1 g/ l' W设物体上作用一力偶臂为d的力偶(F,F'),该力偶对任一点O的矩为5 t% ?, w) s" G: R2 t7 ]0 `& j2 Y1 u9 t" O
( F1 V2 U/ B% b+ z, H" j7 |
Mo(F)+Mo(F')=F(x+d)-F'x=Fd ; i7 \  a5 y7 ]
由于点O是任意选取的,故力偶对作用面内任一点的矩=力偶中力的大小和力偶臂的乘积(与矩心位置无关)# G9 {! E4 S- P( n
力偶矩——力偶中力的大小和力偶臂的乘积,记作M(F,F')或M
6 o; q5 [3 U0 j4 R2 d* JM(F,F')=±Fd 规定:力偶逆时针转向时,力偶矩为正,反之为负。
- ?0 F# m! ~! Q, A6 |$ J力偶矩的单位是Nmm。 力偶同力矩一样,是一代数量。* O8 \$ G& K4 F) M8 [5 e) @4 h
Mo(F) = ± Fd 9 q8 D% V& u/ k9 O1 @, h  u, F7 O  @
力偶的三要素——大小、转向和作用平面
; W' z1 H/ F$ c6 J  w3 k2.力偶的性质 6 x# P4 ~( E  C7 G6 Q" ~
(1)力偶无合力。
0 i( \2 u  @( ]4 B7 J力偶不能用一个力来等效,也不能用一个力来平衡。
: O* E+ d; Q( Z- D) x可以将力和力偶看成组成力系的两个基本物理量。
; L# R, [' w; I! \! z  D(2)力偶对其作用平面内任一点的力矩,恒等于其力偶矩。
3 E0 U0 W1 C0 y; S4 M- g5 k(3)力偶的等效性力偶的等效性——作用在同一平面的两个力偶,若它们的力偶矩大小相等、转向相同,则这两个力偶是等效的。 0 X( h0 N( d  ~  O+ {- e( M
力偶的等效条件: ' ^9 r. ~2 y- a; g/ a* y
1)力偶可以在其作用面内任意移转而不改变它对物体的作用。即力偶对物体的作用与它在作用面内的位置无关。
4 d1 i) h5 _! p0 f2)只要保持力偶矩不变,可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短,而不会改变力偶对物体的作用。) b% }* e) q1 `3 b! Q
2.2.3平面力偶系的合成与平衡  D* D+ g& D1 y" y+ r7 F' A
平面力偶系——作用在刚体上同一平面内的多个力偶。
: f; z0 n7 ~7 U  K1.平面力偶系的合成
6 J. ~- q+ j* {例 两个力偶的合成
) D6 ]: \& m( X" \+ @
M=M1+M2+---+Mn3 Z7 _, m/ N$ \# ^" o' U8 Z
2 d* C3 v5 t& C" T+ n! Z
————力偶矩等于各分力偶矩的代数和
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发表于 2009-9-28 19:29:29 | 显示全部楼层
2.平面力偶系的平衡9 e4 f6 k) N' K* j
平面力偶系合成的结果为一个合力偶,因而要使力偶系平衡,就必须使合力偶矩等于零,
; w1 Y/ L# u5 o6 X* v例2-4 梁AB 受一主动力偶作用,其力偶矩M=100Nm ,梁长l=5m ,梁的自重不计,求两支座的约束反力。
* n% b! V$ q+ W3 X  E
2 \3 K! V% ?; p6 V+ p' n3 r
解 (1)以梁为研究对象,进行受力分析并画出受力图4 O2 w: j! _7 E, B% I2 `
FA必须与FB大小相等、方向相反、作用线平行。 ( q; @0 X# S& T+ u4 s- R
(2)列平衡方程
. s3 u- X/ R- h( I+ `5 U1 T

+ ?  G5 V4 m6 F7 |9 }
2.3 平面一般力系
平面一般力系——作用在物体上的各力作用线都在同一平面内,既不相交于一点又不完全平行。
' o. n3 N1 R( Z" L7 W" U* `
0 f, v& H& y8 \3 d) J. a
上图起重机横梁AB受平面一般力系的作用
# F: q+ ]8 T% E% c8 F) Y2 j! e) t( u2.3.1平面一般力系的简化1 M9 G/ A2 M' o$ n% }
1.力的平移定理力的可传性——作用于刚体上的力可沿其作用线在刚体内移动,而不改变其对刚体的作用效应。
- K: N, }& p) Z$ I- s0 T. g' Q问题:如果将力平移到刚体内另一位置?
& |2 P; X$ e0 @7 J7 [! }; A将作用在刚体上A点的力F平移动到刚体内任意一点O,
& @2 I$ @! C1 j1 c9 Y$ t4 z0 o
6 `. W/ a: z# C8 b; H3 c4 w
附加力偶,其力偶矩为, z- A- z1 _: ?  N
M(F,F'')=±Fd=Mo(F)' D7 u3 m2 M+ [  S
上式表示,附加力偶矩等于原力F对平移点的力矩。
) E8 v) q8 @5 w. j3 J于是,在作用于刚体上平移点的力F′和附加力偶M的共同作用下,其作用效应就与力F作用在A点时等效。
9 M+ }9 Y$ t+ s1 E7 a' b) i0 v/ U力的平移定理——作用于刚体上的力,可平移到刚体上的任意一点,但必须附加一力偶,其附加力偶矩等于原力对平移点的力矩。
7 D" d, O. I8 k3 P) ?# |, k根据力的平移定理,可以将力分解为一个力和一个力偶;也可以将一个力和一个力偶合成为一个力。
$ W8 A1 K5 v7 Q+ a: c" d& X. \7 a% g% C) X. A5 F
2.平面一般力系向平面内任意一点的简化9 H( v  w- c# o. D7 k

9 R0 @, D( f$ E! Y6 K0 b6 I6 W+ S1 kα——主矢与x轴的夹角 ) T- z. m- d1 @5 a$ o& y6 C* L- [
Mo——平面一般力系的主矩
! ?8 P0 Z# o( Z主矩=各附加力偶矩的代数和。: ^, c' F9 b2 D& n; g) |: j
(由于每一个附加力偶矩等于原力对平移点的力矩,所以主矩等于各分力对简化中心的力矩的代数和,作用在力系所在的平面上。)
; p& F2 V7 ^# [6 F/ p7 TMo=M1+M2+---+Mn=Mo(F1)+Mo(F2)+---+Mo(Fn)
2 ]0 Z* R# v! H/ a平面一般力系向平面内一点简化,得到一个主矢 F'R 和一个主矩 Mo,
2 W7 E3 x; L8 {- u) t
    主矢的大小等于原力系中各分力投影的平方和再开方,作用在简化中心上。其大小和方向与简化中心的选择无关。
    主矩等于原力系各分力对简化中心力矩的代数和,其值一般与简化中心的选择有关。
3. 简化结果分析
    平面一般力系向平面内任一点简化,得到一个主矢 F' R 和一个主矩 M o ,但这不是力系简化的最终结果,如果进一步分析简化结果,则有下列情况:
F'R =0, M o ≠0
F'R≠0, M o =0
F'R ≠0, M o ≠0
F'R=0, M o =0(力系平衡)
2.3.2 平面一般力系的平衡
1.平面一般力系的平衡条件
平面一般力系平衡的必要与充分条件为:

, A8 u( G: R. p4 `+ e& s& c6 H2 o: C" B9 N* v- }+ L
2.平面平行力系的平衡条件
0 S$ A% L0 I  Q, Q6 _! S9 k2 P) @8 O6 ?& Y平面平行力系的平衡方程为
4 w; ?4 i% f/ g  P9 e/ _
, m* v: s1 d: i4 J* x7 Y, v
平面平行力系只有两个独立的平衡方程,因此只能求出两个未知量。
例2-6 塔式起重机的结构简图如图所示。设机架重力 G =500kN ,重心在C点,与右轨相距 a =1.5 m 。最大起吊重量 P =250kN ,与右轨 B 最远距离 l =10 m 。平衡物重力为 G 1 ,与左轨 A 相距 x =6 m ,二轨相距 b =3 m 。试求起重机在满载与空载时都不至翻倒的平衡重物 G 1 的范围。

) l& x3 V4 \$ `4 x解:取起重机为研究对象。2 j3 g; p% J2 j1 W9 C8 G
是一平面平行力系
$ ^  V: w5 _8 |, F2 h
3.物体系统的平衡条件
物系——由多个构件通过一定的约束组成的系统。
    若整个物系处于平衡时,那么组成这一物系的所有构件也处于平衡。因此在求解有关物系的平衡问题时,既可以以整个系统为研究对象,也可以取单个构件为研究对象。对于每一种选取的研究对象,一般情况下都可以列出三个独立的平衡方程。3n
物系外力——系统外部物体对系统的作用力
物系内力——系统内部各构件之间的相互作用力
物系的外力和内力只是一个相对的概念,它们之间没有严格的区别。当研究整个系统平衡时,由于其内力总是成对出现、相互抵消,因此可以不予考虑。当研究系统中某一构件或部分构件的平衡问题时,系统内其它构件对它们的作用力就又成为这一研究对象的外力,必须予以考虑。
6 r! U& T( N  o- O
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发表于 2009-9-28 20:39:12 | 显示全部楼层
依图为空间平行力系,其平衡条件是:: m% I* n/ B$ E
P1+P2+P3+P4=W
6 }6 _- B! O5 k0 k4 MWB=(P2+P4)A
+ a4 c, x  e- r% lWD=(P1+P2)C
8 I4 Q  U1 l4 q; k+ C/ Q/ t* O- h3个平衡方程,4个未知量,此为一次静不定结构,必须得知各个杆件的E,补个变形协调方程,方可求解。& p8 h6 @) p  ~, v
对钢而言,因为其弹模E高达200Gpa,在静不定的情况下,某一构件长或短若干微米,受力情况就面目全非(比如Φ50X4长100的钢管,其弹变10微米,外力变动就达1吨多,不可谓不大)。所以此题若将支撑改为3个,即变身为静定结构,求解就易如反掌了。
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发表于 2009-9-28 21:00:12 | 显示全部楼层
8# 草原蒙狼
6 E+ {$ x4 G$ J& c0 A5 H3 T佩服.......無言!!
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