参照の定義。 支持反応の決定。 問題解決
ビームは横方向の荷重を支えるように設計されています。 適用方法に応じて、荷重は集中 (点に作用) と分散 (かなりの面積または長さにわたって作用) に分けられます。
q— 荷重強度、kn/m
G= qL– 分散負荷の結果
ビームには、 サポートデバイスそれらを他の要素と接続し、それらに力を伝達します。 次のタイプのサポートが使用されます。
・ヒンジ付きで可動式
このサポートにより、軸を中心とした回転と基準面に平行な直線運動が可能になります。 反応は支持面に対して垂直に行われます。
・ヒンジ固定式
このサポートにより、軸を中心とした回転は可能になりますが、直線運動は許可されません。 支持体反応の方向と値は不明であるため、座標軸に沿った 2 つの成分 R A y と R A x で置き換えられます。
・ハードシール(挟み込み)
サポートは移動や回転を許可しません。 支援反応の方向と価値が不明であるだけでなく、その適用のポイントも不明です。 したがって、埋め込みは 2 つの成分 R A y、R A x およびモーメント M A に置き換えられます。これらの未知数を決定するには、連立方程式を使用すると便利です。
∑ m A (F k)= 0
解の正確さを制御するために、片持ち梁上の任意の点に対して追加のモーメント方程式が使用されます。たとえば、点 B ∑ m B (F k)= 0
例。 長さ 8 メートルの片持ち梁の堅い埋め込みの支持反応を決定します。片持ち梁の端には P = 1 kn の荷重が吊り下げられています。 ビームグラビティG = 梁の途中に0.4knをかけます。
ビームをその結合から解放します。つまり、埋め込みを破棄し、その動作を反応に置き換えます。 座標軸を選択し、平衡方程式を作成します。
∑ F kx = 0 R A x = 0
∑ F k у = 0 R A у – G – P = 0
∑ m A (F k)= 0 - M A + G L / 2 + P L = 0
方程式を解くと、 R A y = G + P = 0.4 + 1 = 1.4 kn が得られます。
M A = G L / 2 + P L = 0.4。 4+1。 8 = 9.6 ノット メートル
得られた反応値を確認します。
∑ m in (F k)= 0 - M A + R A y L - G L / 2 = 0
— 9,6 + 1,4 . 8 – 0,4 . 4 = 0
— 11.2 + 11.2 = 0 件の反応が正しく見つかりました。
2 つの梁にある場合 ヒンジ付きサポートサポートにかかる力のモーメントはゼロであり、方程式には未知の力が 1 つだけ残るため、2 番目の連立方程式を使用してサポートの反応を決定する方が便利です。
∑ m A (F k)= 0
∑ m V (F k)= 0
解の正確さを制御するには、追加の方程式 ∑ F k у = 0 が使用されます。
1) ビームをサポートから解放し、その動作をサポートの反応に置き換えます。
2) 交換する 分散負荷結果の G = q に変換します。 L;
3) 座標軸を選択します。
4) 平衡方程式を作成します。
∑ F kx = 0 R In = 0
∑ m A (F k)= 0 G 。 L/2 + m - R ウー (L + B)= 0
R ウー = /(L + B) = (6+6) = 2.08 kn
∑ m × (F k)= 0 R A у。 (L + B) - Q. (L/2 + B) + m = 0
R A y = / (L + B) = / (6 + 6) = 2.92 kn
書くのが難しい場合は、申請書に記入してください。期限と作業費用がわかります。
5学期。産業サービス システムにおける機械とその要素の機能の基礎
理論力学物質の機械的運動と機械的相互作用の一般法則を研究する科学です。
セクション 1.静力学は力学のセクションであり、力の系を等価な系に変換する方法が研究され、固体に加えられる力の平衡条件が確立されます。
力 -これは物体の機械的相互作用の尺度であり、この相互作用の強度と方向を決定します。 強さは次の 3 つの要素によって決まります。 数値(モジュラス)、方向、適用点。 力はベクトルで表されます。
コミュニケーション反応は、物体上の接続の機械的作用を表す力または力の系と呼ばれます。力学の基本原理の 1 つは次のとおりです。 身体を束縛から解放する原理、これによれば、自由でない固体は、指定された力に加えて結合の反応が作用する自由な物体とみなすことができます。
タスク 1. 平面上の任意の力系の作用下での梁サポートの反応の決定
反応を定義する R あ そして R Bビームサポートの寸法と荷重を図に示します。 1,a (FとMの値を変更します)。
解決。 1.計算スキームの作成.
平衡の対象 – ビーム 交流。 アクティブな部隊: F
=
3にH、いくつかの力 M
=
4にH∙メートル
=
1kN/m、 どれの
集中した力で置き換える R q
=
q∙
1=
1∙
3
=
3にH; ポイントに適用される D 1.5の距離で メートルコンソールの端から。 つながりからの解放の原則を適用して、点で表します あそして で反応。 平面上の任意の力系がビームに作用し、その中で 3 つの未知の反応が発生します。 そして
.
軸 バツビームの水平軸に沿って右に向け、軸 y -垂直上向き(図 1、a)。
2. 平衡条件:
.
3. 平衡方程式の作成:
4. 必要な量を決定し、溶液が正しいかどうかを確認する得られた結果の分析.
連立方程式 (1 ~ 3) を解くことで、未知の反応を決定します。
(2)より: kN.
反応の大きさ R あ バツには負の符号が付いています。これは、図に示す方向ではなく、反対方向を意味します。
解の正しさをチェックするために、点の周りのモーメントの合計の方程式を作成しましょう E.
この方程式に含まれる量の値をこの方程式に代入すると、次のようになります。
0,58 ∙ 1 – 4 + 5,02 ∙ 3 – 3 ∙ 3,5 = 0.
方程式は同様に満たされており、問題の解が正しいことが確認されます。
タスク 2. 複合構造の支持体の反応の決定
構造は、点でヒンジ接続された 2 つの本体で構成されます。 と。 体 交流コーキングで固定、本体 太陽ヒンジ付きの可動 (スライド) サポートが付いています (図 1)。 システムの本体には、最大強度の線形法則に従って分散された力が作用します。 q たぁ = 2 kN/m、 力 F = 4 kN斜めに α = 30 度、瞬間的に数力 M = 3 kNm 。 幾何学的寸法はメートル単位で示されます。 サポートの反応とヒンジを介して伝達される力を決定します。 構造要素の重量は考慮すべきではありません。
米。 1 図 2
解決埋め込み反力が未知の方向の力と偶力からなり、滑り支持体の反力が支持面に垂直であることを考慮して、構造全体の平衡を全体として考えると、次のようになります。 設計スキーム図のような形になります。 2.
ここで分散荷重の結果は
2メートル(長さの1/3)の距離にある 広告) 点から あ; M あ- 不明な終了瞬間。
この力の系には 4 つの未知の反応があります ( バツ あ 、Y あ 、M あ 、R B)、平面上の任意の力系の 3 つの平衡方程式から決定することはできません。
したがって、システムをヒンジに沿って別々の本体に分割しましょう (図 3)。
ヒンジに加えられる力は、1 つのボディ (いずれか) にのみ考慮する必要があります。 身体の方程式 太陽:
ここから バツ と = – 1 kN; U と = 0; R B = 1 kN.
身体の方程式 交流:
ここで、力のモーメントを計算すると、 F点に対して あバリニョンの定理が使用されました: 力 Fコンポーネントに分解される F cosαと F sin α とそれらのモーメントの和が求められます。
最後の連立方程式から次のことがわかります。
バツ あ = – 1,54 kN; U あ = 2 kN; M あ = – 10,8 kNm.
得られた解を確認するために、点を基準とした構造全体の力のモーメント方程式を作成してみます。 D(図2):
結論: チェックにより、反応モジュールが正しく決定されたことが示されました。 反応のマイナス記号は、反応が実際には反対方向を向くことを示します。
3. 曲げます。 応力の決定。
3.3. 支持反応の決定。
いくつかの例を見てみましょう。
例3.1。片持ち梁の支持反応を決定します (図 3.3)。
解決。 埋め込み反力を、図に示す方向の 2 つの力 Az と Ay、および反作用トルク MA の形で表します。
ビームの平衡方程式を作成します。
1. ビームに作用するすべての力の z 軸への投影の合計をゼロとみなします。 Az = 0 が得られます。水平荷重が存在しない場合、反力の水平成分はゼロです。
2. y 軸についても同様です。力の合計はゼロです。 一様分布荷重 q を、セクション az の中央に適用される合成荷重 qaz に置き換えます。
Ay - F1 - qaz = 0、
どこ
Ay = F1 + qaz 。
片持ち梁の反力の垂直成分は、梁に加えられる力の合計に等しくなります。
3. 3 番目の平衡方程式を作成します。 ある点、たとえば点 A を基準としたすべての力のモーメントの合計をゼロとみなします。
どこ
マイナス記号は、最初に受け入れられた反力トルクの方向を反転する必要があることを示します。 したがって、埋め込み部分の反作用モーメントは、埋め込み部分に対する外力のモーメントの合計に等しくなります。
例3.2。 2 つの支持梁の支持反応を決定します (図 3.4)。 このようなビームは通常単純と呼ばれます。
解決。 水平荷重がないので、Az = 0
2 番目の方程式の代わりに、Y 軸に沿った力の合計がゼロに等しいという条件を使用できます。 この場合ソリューションを確認するために使用する必要があります。
25 - 40 - 40 + 55 = 0、つまり 身元。
例3.3。壊れた梁のサポートの反応を調べます (図 3.5)。
解決。
それらの。 反力 Ay は上向きではなく、下向きになります。 解の正しさをチェックするには、たとえば、点 B に関するモーメントの合計がゼロに等しいという条件を使用できます。
「サポート反応の決定」というトピックに関する役立つリソース
1. 与えるもの 書面による解決策どのビームでも。 。
このプログラムでは、線図を作成するだけでなく、曲げ強度条件に基づいて断面形状を選択し、梁のたわみや回転角度を計算します。
2. 4 種類のダイアグラムを作成し、あらゆるビーム (静的に不定なビームも含む) の反応を計算します。