现在,我们感兴趣的是在这篇文章的帮助下,逐步了解如何用关节法来解决桁架问题。我们将在这里看到,在这篇文章中,通过使用节点的方法分析桁架各成员的力。
本文以某桁架构件为例,采用节点法逐级求出桁架构件的受力情况。
需要计算桁架构件中的力,以选择合适的尺寸、结构形状和材料来承受这些力。
下面提到了两种方法来确定给定桁架中各构件的力。
- 方法关节
- 方法部分
在这篇文章的帮助下,我们将专注于关节的方法,进一步我们将在下一篇文章中看到关节的方法。
方法关节
我们可以用节点法确定桁架所有构件的受力。
在逐步了解接头方法之前,我们需要了解接头方法的几个非常重要的方面。
在用节点法确定桁架构件内力时要记住的要点
我们将分别考虑每个关节的平衡,并满足平衡条件。
我们将通过一条虚线或虚截面来孤立给定桁架的单个节点。
作用在关节上的力系将是共面并并行的。我们将使用独立的平衡方程来确定桁架构件的内力。
作用在关节上的力系将是共面并并行的。我们将使用独立的平衡方程来确定桁架构件的内力。
我们将开始确定只有两个未知力作用的关节处的内力。
现在是时候用节点法逐步确定给定桁架构件的内力了。
现在是时候用节点法逐步确定给定桁架构件的内力了。
用节点法确定内力
让我们考虑下面的图,表示桁架。给定桁架有两个支撑。两个支架中的一个支架由销接头或铰接接头支撑,第二个支架由滚柱支架支撑,如下图所示。
此处提供滚轮支撑,以补偿温度变化引起的变化。
此处提供滚轮支撑,以补偿温度变化引起的变化。
有两个2kn的横向力作用于给定桁架的各杆件上,如图所示。
步骤1:绘制自由体图
第一步是画出给定桁架的自由体图。我们将首先显示已知的力在其给定的点或关节。我们将根据给定桁架的每个支点的适当力相互作用显示反作用力。
步骤2:检查确定性或不确定性
绘制自由体图后,我们将检查给定桁架的确定性。我们必须使用下面提到的等式检查给定桁架,以确保给定桁架问题是否可以通过使用平衡原理或静态平衡等式来解决。
M + r = 2j
哪里
m=给定桁架中的构件数量
r =给定桁架中的反应数
j =关节数
那么,我们来看看对于给定的桁架,上面的方程是否满足。如果仅满足上述方程,则可以说,给定的桁架问题可以用平衡方程来求解或确定。
对于给定的桁架问题,我们有以下数据,如下所述。
M = 9 j = 6 r = 3
我们可以说方程(m+r=2j)在这里与我们所讨论的桁架问题给出的数据相符分析在此了解确定桁架构件内力的完整过程。
步骤3:确定反作用力
现在我们要确定反力的值。我们将用平衡方程来确定反作用力。
∑F
十、
= 0,
因此,R斧头= 0
∑F
Y
= 0,
R嗯+ RDy= 4 KN
∑米
A.
= 0,
RDyX 3a - 4a - 2a = 0
RDy【答案】a
R
Dy
= 2 KN
因此,R
嗯
= 2 KN
第四步:关节平衡
现在,我们将在给定的桁架问题中选择一个关节其中只有两个力是未知的。我们可以从关节A或关节d开始,我们从关节A开始。
关节A的平衡
现在我们将看到关节A的平衡,我们将孤立关节A,通过考虑虚割。
现在我们将看到关节A,我们将假定构件AF和AB中的力为F
空军
和F
AB
如下图所示。我们假设力的方向是F
空军
和F
AB
根据我自己的假设。
一旦我们得到了这些力的结果,我们就有了这些力的正确方向也就是力F的正确方向
空军
和力F
AB
.
如果我们要确定力F的答案
空军
和F
AB
正,这表明我们假设了力的正确方向。
如果我们要确定力F的答案
空军
和F
AB
否定的,它表明我们假设了错误的方向的力量,我们将不得不扭转的方向的力量。
∑F
十、
= 0,
因此,FAB+ F空军因为450= 0
∑F
Y
= 0,
所以是2 + F空军罪450= 0
对于这里提到的这两个未知的力,我们会得到下面的结果。
FAB= 2 KN
F空军=-2.83千牛
让我们观察这两个未知力的结果,我们在这里确保力F为负值
空军
.
所以这个力的方向是F
空军
,我们之前假设的,是错误的,我们需要改变这个力的方向。
因此,我们在关节A处有以下力及其大小和方向。
考虑到牛顿第三运动定律,我们可以指出桁架构件AB和AF中的力,如上图所示。
从节点发出的力表示桁架构件的张力。因此,构件AB将处于张力状态。
朝向接头的力表示桁架构件中的压缩力。因此,构件AF将处于压缩状态。
接头F的平衡
同样地,现在我们要找出关节F的平衡状态因为关节F上只有两个未知的反作用力。
我们在此假设了上图所示的桁架构件FB和FE中的力方向。一旦我们得到这些力的结果,如果我们在选择这些力的方向F时发现错误,我们将纠正这些力的方向
食品饮料
和F
铁
.
在应用平衡方程之后,我们会得到下面提到的这些力的值。
F
食品饮料
= 2kn和F
铁
=-2千牛
我们已经确定了F部队的价值
铁
负号,它将表明我们对力F方向的假设
铁
是错误的,必须改变方向。
因此,我们将在关节F处有以下力,其大小和方向也是如此。
同样地,我们将通过分别考虑每个节点的平衡来求出给定桁架中每个构件的内力。
我们将在下一篇文章中进一步发现,确定内力的截面法在桁架构件中。
参考:
工程力学,K.Ramesh教授
图片提供:谷歌
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