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静力学

框架与机械: 在销处拆开求解

多力杆,在销处拆开,销的作用-反作用对,梁-斜撑框架求解,机械的机械效益

与桁架不同,框架或机械里有在三处或更多处受力的杆,其力不再沿杆的方向。诀窍是在销处把结构拆开,对每块各自取平衡。

把第三个力打开。在三个点受力时,杆就不能只沿自己的线方向推了,它会弯曲、受剪。这就是多力杆。

在销处把框架拆开。每根杆都有自己的自由体图,原先连接处换成销力。

在共用的销处,两根杆以等大反向的力相互推压。切换杆,销力只是按牛顿第三定律反向。

拖动荷载。斜撑是二力杆,对梁取一个力矩方程就得出撑力,并随P变化。

机械以距离换力。拖动输入;杠杆按力臂之比把它放大,这就是机械效益。

实际应用框架与机械含有在三处或更多处受力的多力杆,与桁架不同,其力不沿杆的方向。解法是拆开:为每根杆单独画自由体图并用ΣFx=0、ΣFy=0、ΣM=0,记住共用销对它连接的两根杆施加等大反向的力。认出任何二力杆(斜撑或连杆)就能把它的销力缩为沿其线方向的一个未知量。框架为静止而造,机械用同样的平衡把运动换成机械效益。接下来,分布荷载会把这些点荷载换成沿长度铺开的荷载。
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