Слайд 11. Статически определимые и
неопределимые задачи
Задача считается статически определимой, если
число неизвестных опорных реакций не превышает числа уравнений равновесия. Количество
уравнений равновесия зависит от характера системы сил. Если неизвест-ных больше, чем уравнений равновесия, то задачу нельзя решить с помощью уравнений статики и задача является статически неопределимой.
Слайд 2A
B
Пример:
A
С
B
статически определима
1 раз статически неопределима
3 раза статически неопределима
Слайд 3Ферма – конструкция, состоящая из большого числа стержней, соединенных в
точках схода их осей (в узлах).
2. Фермы
Предположения:
1. Внешние силы приложены
в узлах,
2. Вес стержней 0,
3. Узлы – идеальные шарниры (нет трения).
Слайд 4Простейшая ферма – ферма из 3-х узлов.
Простая плоская ферма –
ферма, полученная из простейшей треугольной путем последовательного присоединения каждого нового
узла при помощи двух новых стержней.
Обозначим:
S – число стержней,
n – число узлов.
S = 2n - 3
Слайд 5Фермы (метод вырезания узлов)
S = 2n - 3
A
D
C
B
E
F
G
H
S = 13
n
= 8
1
2
3
Последовательность вырезания узлов:
A – C – B – D
– E – G – F – H
4
В каждом узле:
Слайд 63. Фермы (метод Риттера)
I
I
A
C
B
I
I
S1
S3
S4
III форма
L
Моментные точки – точки Риттера
Слайд 7Пространственная система сил
1. Момент силы относительно оси
z
h
0
если
1.
2.
пересекает
Т.е. сила и ось
лежат в одной плоскости
Правило знаков:
Слайд 8Условие равновесия пространственной системы сил
Геом. форма
Аналитическая форма
Слайд 9Центр тяжести
1. Центр параллельных сил. Его координаты.
Рассмотрим такую систему параллельных
сил, которая приводится к равнодействующей:
Определим, что происходит с равнодействующей при
повороте системы сил вокруг оси, перпендикулярной линиям действия сил. Точка, вокруг которой осуществляется этот поворот, называется центром параллельных сил (это точка приложения равнодействующей параллельных сил).
Слайд 10Определение координат центра
параллельных сил
Выберем систему координат таким образом, чтобы
ось Z была параллельна силам. Для определения координаты центра параллельных
сил по оси X воспользуемся теоремой Вариньона о равенстве момента равнодействующей сумме моментов составляющих:
Слайд 12Координаты центра параллельных сил в векторной
форме
В скалярном виде:
Статические моменты
относительно осей x,y,z:
Слайд 132. Центр тяжести.
x
z
y
0
x
y
z
Удельный вес:
Мк
При стягивании в точку Мк:
Для n точек:
Слайд 14Объемные тела
Плоские тела
Линейные тела
Слайд 153. Методы нахождения центра тяжести
1) Метод симметрии
Теорема. Если тело имеет плоскость симметрии,
центр симметрии или ось симметрии, то центр тяжести его расположен в полоскости симметрии, в центре или на оси.
y
Р
Р
2Р
Если тело имеет 2 или 3 оси симметрии, то центр тяжести лежит на пересечении этих осей.
разбиения
Тело (фигура) разбивается на элементарные тела (фигуры), центры тяжести которых
известны или определяются просто.
Слайд 173. Центры тяжести некоторых фигур
. Треугольник
A
B
C
Центр тяжести – на пересечении
медиан
Слайд 18Пример. При заданных размерах сечения найти координаты центра тяжести. сечения
xc, yc
Площади 1 и 2 фигуры
А1= cd
A2=ab
Координаты центров тяжести. 1 и 2 фигуры
xc1=0, yc1=OA=(b+c)/2,
xc2= OB=(a-d)/2, yc2=0.
Слайд 19
Координаты центра тяжести.сечения xc, yc
xc= A2 xc2 / (A1 +
A2) = ab (a-d)/ 2 ( cd+ ab )
yc= A1
yc1 / (A1 + A2) = cd (b+c) / 2( cd+ ab )
Слайд 20Трение скольжения
Законы трения: 1) при действии силы F,параллельной поверхности, на
которой находится тело, возникает сила трения, препятствующая перемещению;
2) сила
трения изменяется от нуля до максимального значения равного произведению статического коэффициента трения f на силу нормального давления Fm=f0N
3) при движении сила трения препятствует движению и равна произведению динамического коэффициента трения f на силу нормального давления F=fN
Слайд 21Равновесие груза на наклонной плоскости.
При постепенном увеличении угла наклона
опорной
плоскости руз находится в равновесии
пока tga
< fo
Слайд 22Трение качения
При действии силы F на ось катка, вследствие смещения
реакции FR возникает момент трения качения FRk
Сила F, при которой
начинается движение
F=FRk/R
Слайд 23Самостоятельно
Мещерский И.В. Задачи 2.2, 2.6-2.9, 2.15
2.16, 2.29-2.31.
F=50 кН, a =30
Найти Fx, Fy, Mo
a
Y
F
F
F
F
8
x
y
6
Слайд 24Мещерский И.В. Задачи 4.1, 4.2, 417-4.19, 4.25-4.30.
Слайд 25Пример. Определить опорные реакции для консольной балки.
Исходные данные:
АС=2 м, АВ=3
м, ВЕ=4 м, Р2=10 кН, q=2 кН/м.
Слайд 26Решение
1. На балку действуют активные силовые факторы: сосредоточенная сила Р2
и равномерно распределенная нагрузка интенсивностью q.
2. В сечении А опора
защемления, в которой ограничены три степени свободы. При мысленном освобождении их воздействие заменяем реакциями XA, YA, и MA. Система является геометрически неизменяемой и статически определимой. 3. Запишем три условия равновесия для плоской системы сил, действующих на балку. Равномерно распределенную нагрузку на участке ВЕ заменим равнодействующей Q=q ВЕ, приложенной в т. D (BD=DE).
Слайд 27Сумма проекций всех сил на оси X, Y:
∑FX=0:
XA +Р2 cos 60=0,
∑FY=0: YA −P2 sin60 + Q
=0.
Сумма моментов всех сил относительно т. А:
∑mA=0: −MA − P2 sin60 AC +Q (AB+ BD).
Решим полученную систему алгебраических уравнений относительно неизвестных XA, YA, и MA.
XA= −5 кН; YA = 0,66 кН; MA= 22,68 кНм.
Отрицательное значение реакции XA означает, что её действительное направление противоположно выбранному.
Слайд 28
Проверка.
Сумма моментов всех сил относительно т. С:
∑mС=0: −MA +
q BE (СB+ BE/2) − YA АС=
−22,68 +2*4*3−0,66*2= 0.
Проверка
показала, что реакции XA, YA, MA определены правильно.
Ответ: XA= −5 кН; YA = 0,66 кН; MA= 22,68 кНм.
Слайд 29Определение внутренних силовых
факторов при изгибе балки
Внутренние силовые факторы выявляем
методом сечений. Воздействие отсеченной части заменяем нормальной N и поперечной
Q силами и изгибающим моментом MZ относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения.
Слайд 31Определение внутренних силовых
факторов при изгибе балки
Внутренние силовые факторы выявляем
методом сечений. Воздействие отсеченной части заменяем нормальной N и поперечной
Q силами и изгибающим моментом MZ относительно оси, проходящей через центр тяжести сечения.
Слайд 33Пример. Определить внутренние силовые факторы, построить эпюры нормальных и поперечных
сил, изгибающих моментов.
АС=2 м, АВ=3 м, ВЕ=4 м, Р2=10 кН,
q=2 кН/м.
Решение. Внутренние силовые факторы определяем последовательно для каждого из трех участков АС, СВ, ВЕ
Слайд 34Участок АС 2. Участок СВ
3. Участок ВЕ
N= -XA,
N= -XA, N= 0,
Q=YA, Q=YA, Q= -qx
MZ=MA+YAX, MZ=MA+YAX, MZ=qx /2
Эпюры ВСФ показаны на рис.
2