静力学第06章桁架、摩擦、重心.ppt

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1、1第六章 摩擦、重心 61 桁架 62 摩擦 63 重心2由物系的多样化，引出仅由杆件组成的系统桁架 6-1 桁架工程中的桁架结构工程中的桁架结构工程中的桁架结构工程中的桁架结构工程中由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的结构，称为“桁架”。桁架的定义工程要求足够的强度不发生断裂或塑性变形；足够的刚度不发生过大的弹性变形；足够的稳定性不发生因平衡形式的 突然转变而导致的坍塌；良好的动力学特性抗震性。设计要求 符合要求的杆件；良好的连接件。涉及类型、尺寸和材料，但首先是静力学分析力学中的桁架模型构建桁架的基本原则：组成桁架的杆件只承受拉力或压力，不承受弯曲。二力杆组成桁架的基本构件。基本假定：1.

2、所有杆件只在端部连接；2.所有连接处均为光滑铰链；3.只在连接处加载；4.杆的重量忽略不计。力学中的桁架模型 平面桁架 平面结构，平面结构，载荷作用在结构 载荷作用在结构平面内；平面内；对称结构，对称结构，载荷作用在对称 载荷作用在对称面内。面内。桁架分类桁架分类 空间桁架 结构是空间的，结构是空间的，载荷是任意的；载荷是任意的；结构是平面的，结构是平面的，载荷与结构不共面。载荷与结构不共面。本节我们只研 究平面桁架桁架：由杆组成，用铰联接，受力不变形的系统。节点 节点节点杆件 杆件杆件桁架的优点：轻，充分发挥材料性能。桁架的特点：直杆，不计自重，均为二力杆；杆端铰接；外力作用在节点上。力学中

3、的桁架模型(基本三角形基本三角形)三角形有稳定性(a)(b)(c)工程力学中常见的桁架简化计算模型杆件 杆件节点 节点杆件 杆件节点 节点杆件 杆件节点 节点力学中的桁架模型-模型与实际结构的差 模型与实际结构的差异 异工程中实际的桁架解：研究整体，求支座反力一、节点法已知：如图 P=10kN，求各杆内力？例依次取A、C、D节点研究，计算各杆内力。节点D的另一个方程可用来校核计算结果恰与 相等,计算准确无误。解：研究整体求支反力 二、截面法例 已知：如图,h,a,P 求：4，5，6杆的内力。选截面I-I，取左半部研究IIA说明：节点法：用于设计，计算全部杆内力 截面法：用于校核，计算部分杆内力

4、 先把杆都设为拉力,计算结果为负时,说明是压力,与所设方向相反。三杆节点无载荷、其中两杆在一条直线上，另一杆必为零杆四杆节点无载荷、其中两两在一条直线上，同一直线上两杆内力等值、同性。两杆节点无载荷、且两杆不在一条直线上时，该两杆是零杆。三、特殊杆件的内力判断例3 已知 P d,求：a.b.c.d四杆的内力？解：由零杆判式研究A点：关于桁架的几点结论 力学模型四点基本假定 1.所有杆件只在端部连接；2.所有连接处均为光滑铰链；3.只在连接处加载；4.杆的重量忽略不计。结论与讨论关于桁架的几点结论关于桁架的几点结论 基本概念 整体平衡与局部平衡 基本方法 节点法与截面法结论与讨论关于桁架的几点讨

5、论 零杆 桁架中不受 力的杆，称 为零杆。结论与讨论关于桁架的几点讨论零 杆结论与讨论关于桁架的几点讨论零 杆 的 作 用F FP P平面简单桁架 所有桁架的基本组成单位都是由三杆通过铰链连接而成的三角形，称为基本三角形。在这个基本单位上再增加一个节点，相应增加两根不在同一直线上的杆件按此规律构成的桁架称为平面简单桁架 m=2 j-3 在平面桁架中，不难建立关于节点数和杆件数与保持坚固性之间的关系：桁架的桁架的坚固性坚固性结论与讨论 m 2 j-3 m 杆件数 j 节点数桁架的桁架的坚固性坚固性结论与讨论关于桁架的几点讨论 m 2 j-3 j=3,m=2 3-3=3j=8,m=2 8-3=13

6、桁架的桁架的坚固性坚固性结论与讨论关于桁架的几点讨论 m=2 j-3 无冗余杆件 m 2 j-3 有冗余杆件平面简单桁架独立方程数目 2j(每个节点两个)未知量个数 m+外部约束力个数当外部约束力个数3时，未知量个数=独立方程数目，桁架是静定的桁架有冗余杆件时，桁架是静不定的结论与讨论关于桁架的几点讨论关于非节点载荷的处理 对承载杆进行受力对承载杆进行受力分析，确定杆端受力，分析，确定杆端受力，再将这些力作为等效再将这些力作为等效节点在节点在载荷施加在节载荷施加在节点上。点上。结论与讨论关于非节点载荷的处理 关于非节点载荷的处理F FP PF FP P2F FP P2 前几章我们把接触表面都看成是绝对光滑的，忽略了物体之间的摩擦，事实上完全光滑的表面是不存在的，一般情况下都存在有摩擦。例6-2 摩擦平衡必计摩擦 35 一、为什么研究摩擦？三、摩擦分类 按接触面的运动情况看：摩擦分为 滑动摩擦 滚动摩擦 二、怎样研究摩擦，掌握规律 利用其利，克服其害。361、定义：相接触物体，产生相对滑动（趋势）时，其接触面 产生阻止物体运动的力叫滑动摩擦力。（就是接触面对物体作用的切向约束反力）2、状态：静止：临界：（将滑未滑）滑动：一、静滑动摩擦力（翻页请看动画）所以增大摩擦力的途径为：加大正压力N,加大摩擦系数f（f 静滑动摩擦系数）（f 动摩擦系数）3738