Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

doc2

.pdf
Скачиваний:
108
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
14.26 Mб
Скачать

670

XI. Аналитическая механика»

или

 

бф (-Ра ~ Ра + Ра +2Pa-2aRE)

= 0.

Так как 5ф*0, то

 

О т в е т : RE^G,5P.

 

Задача 46.25

Определить момент тЕ пары, возникающей в заделке балки DE, рассмотренной в предыдущей задаче.

Р е ш е н и е

Для определения момента тЕ заделки заменим жесткую заделку шарнирно-неподвижной опорой. Сообщим системе возможное перемещение. Тогда балка будет вращаться вокруг точки Е и повернется на угол бф0£ (см. рисунок).

Найдем мгновенный центр вращения балки BCD, который находится в точке пересечения перпендикуляров к перемещениям точек В и С, учитывая, что точка С может перемещаться горизонтально, а точка D — вертикально. Тогда балка BCD повернется вокруг точки С на угол 5фд0.

Аналогично найдем, что балка АВ будет поворачиваться на угол Ь$Ав вокруг точки А, которая является мгновенным центром вращения.

Определим соотношение между 5фд£, 8фй0 и Ь<РАВ-

= 8ф-2а = 5фй0 -2а

=> бфВ£ = 6ф= бф;

bsB = бф-2 а = 5фля -2д =>

= 5фд0 = бф= бф.

46. Принцип возможных перемещений

671

Запишем уравнение принципа возможных перемещений:

гпе • §Ф + Ра • 5<р+Ра • 8(р - Ра • 5<р - Ра • 8(р = О

или

Е + Ра + Ра - Ра - Ра) = 0.

Так как 6ф Ф 0, то

тЕ = Ра + Ра - Ра - Ра = 0.

О т в е т : / % = 0.

Задача 46.26

 

 

Балки АВ и BD соединены цилинд-

 

 

рическим шарниром В. Горизонтальная

 

 

балка АВ защемлена в вертикальной сте-

 

 

не сечением А. Балка BD, опирающаяся

 

 

о гладкий выступ Е, образует с вертикалью

 

 

угол а. Вдоль балки #£> действует сила F.

 

 

Определить горизонтальную составляю-

 

 

щую реакции в защемленном сечении А.

 

 

Массой балок пренебречь.

 

 

Р е ш е н и е

 

 

Для определения реакции RAx заме-

 

 

ним заделку в опоре А горизонтальным

 

 

жестким ползуном. Сообщим системе

 

 

возможное перемещение (см. рисунок).

 

 

Балка АВ будет перемещаться поступа-

 

 

тельно, а балка BED — вращаться вокруг

 

 

мгновенного центра вращения (точка С),

 

 

в которой пересекаются перпендикуляры

у / / ш т

~

к возможным перемещениям точек В и Е.

 

 

Тогда 8SD _L DC, а угол между 8sD и F равен а.

Проецируя перемещения точек В и D на прямую, получим

8Sd cosa = 8SG sin a

или

8sD - 8sв tga.

672

 

 

XI. Аналитическая механика»

Запишем уравнение принципа возможных перемещений:

RM bsA-F•

 

5sD cosa - О,

(1)

так как

 

 

 

 

=

5sв,

 

подставив выражение bsD в уравнение (1), получим

RAX bsB-F

bsBtgacosa

= О

или

 

 

 

8Sb(RAX-

F

sina) = 0.

 

Так как bsB * 0, то

 

 

 

RM = fsina .

 

О т в е т : R^ = Fsin a.

 

 

 

Задача 46.27

 

Две горизонтальные балки AB

 

 

и Б!) соединены цилиндрическим

i

 

шарниром В. Опора D стоит на кат-

 

ках, а сечение А защемлено в стен-

I 2a

ке. К балке BD в точке К приложена

сосредоточенная сила F, образую-

щая угол а с горизонтом. Размеры указаны на рисунке. Определить составляющие реакции в защемленном сечении А и реактивный момент т р пары, возникающей в этом сечении. Массой балок пренебречь.

Р е ш е н и е

Найдем реактивный момент тр. Для этого заменим заделку в точке А шарнирно-неподвижной опорой, приложив искомый момент ТР (рис. 1).

Сообщим системе возможное перемещение и составим уравнение принципа возможных перемещений:

tfip &pi - Fsina-8sx =0. (1)

Рис. 1

46. Принцип возможных перемещений

 

 

673

Выразим 8sK

через угол поворота

 

 

5sx

 

 

 

2

= 2а -8ф] = а-5ф]

= а • S(p2 = —^-а = -8sB

 

 

2 а

 

2

 

 

и подставим в уравнение (1):

 

 

 

тр • 6ф] -

Fsina- а • 5ср] = О

тр = Fa sin a.

Для определения вертикальной

 

 

составляющей RAy реакции задел

 

 

ки заменим заделку в точке А пол-

 

 

зуном в вертикальных направляю

 

 

щих, жестко связанным со стерж-

 

 

нем АВ, и приложим реакцию RAy

 

 

(рис. 2). Сообщим системе

воз-

 

 

можное перемещение и запишем

 

Рис. 2

уравнение принципа возможных

 

 

перемещений:

 

 

 

 

 

 

 

 

RAy

-

Fsina- bsK - О,-

 

8s

i

 

i

 

 

где 8sK = a-8q>=a—-

1 я

 

1

 

 

= -о8 ssBB ==--854.

 

 

 

2

 

2

 

 

Тогда

 

 

 

Fsma 8s,

 

 

 

RAy-8sA~

 

откуда

RAy - F sina

Для определения горизонтальной составляющей реакции заделки заменим заделку в точке А ползуном в горизонтальных направляющих, жестко связанным со стержнем АВ, и приложим реакцию RM (рис. 3).

R* 'ШШ

В

D

тж.

 

8s,.

5s.

 

 

Рис. 3

674 XI. Аналитическая механика»

 

Сообщим системе возможное перемещение и запишем уравне-

ние принципа возможных перемещений:

 

Rax • &sA - Fcosa - fox =0,

где

= 6sK.

 

Тогда

 

RAx = F cosa.

О т в е т : RAx = Fcosa; RAy -1 /2 Fsina; mp = Fa sina.

Задача 46.28

Железнодорожный кран опирается на рельсы, укрепленные на двух горизонтальных двухпролетных балках с промежуточными шар- нирами. Кран несет груз Р= 30 кН, силы тяжести крана Q = 160 кН Определить момент реактивной пары в заделке в положении крана, указанном на рисунке.

Р е ш е н и е

Рассмотрим равновесие крана и определим силы давления крана на рельсы (рис. 1):

ZML= 0; -Q-0,6 + Rn-2,4-P-7,2

=0.

Откуда

0,6Q + 7,2P =

2,4

46. Принцип возможных перемещений

675

Так как

то

-/?/, •2,4+(?-1,8-/>-4,8 = 0. Силы давления крана

= - R N ,

R'L = - Л ^ .

Для определения момента реактивной пары в заделке заменим заделку шарнирно-неподвижной опорой и приложим реактивный момент МА, направленным против часовой стрелки (рис. 2). Сообщим системе возможное перемещение и запишем уравнение принципа возможных перемещений:

МА • 5ф, + R'l - bsL + R'N 8i',v = 0.

Выразим возможные перемещения через 8фь учитывая, что балка AD вращается вокруг точки А, а балки DBK и КС — соответственно вокруг точек В и С, которые являются мгновенными центрами вращения этих балок:

8sD — 2 5ф[,

676

XI. Аналитическая механика»

4

2

Sst =l,85q>2=0,96<pi,

&д- =38ф2 =1,55ф1,

5sK

_ 1,55ф)

_ 8ф,

5<р3 _

_

_

5% =4,88ф3 = -^--4,8 = 1,26ф|.

Тогда

А - 8ф| + 0,9R'l • бф, +1,2 R'N бф, = 0. Так как бф^О, то

МА = -0,9R'l -1,2R'n = -0,9(0,750-2Р) -1,2(0,250+3Р) =

=-(0,975Q+1,8Р) = -0,975 160-1,8-30 = - 210 (кН).

От в е т : Л/^ = -210 кН.

Задача 46.29

Каркас платформы состоит из Г-образных рам с промежуточными шарнирами С. Верхние концы рам жестко защемлены в бетонную стену, нижние — опираются на цилиндрические подвижные опоры. Определить вертикальную реакцию защемления при действии сил 7f и Ръ

Р е ш е н и е

Для определения вертикальной реакции защемления заменим заделку вертикальным ползуном, жестко связанным со стержнем АС, и приложим вертикальную реакцию УА (см. рисунок).

Сообщим системе возможное перемещение и запишем уравнение принципа возможных перемещений:

YA dsA-Pr5sl+P2

8j2 =0.

(1)

А!

в

8s, 8sr 5ф гЧ-ЧК

. i

5<р / 5s, и-

В

46. Принцип возможных перемещений

677

Так как стержень АС движется поступательно, то &sA - 8sc = Балка ВКС будет вращаться вокруг точки К, которая является мгно-

венным центром вращения. Тогда

 

8(р = - /

/ '

8s2 = h -8ф = — 8sA.

Подставим значения 8si и 8s2 в уравнение (1), получим

YA-8sA-Pr8sA

+ P2^8sA = 0.

Откуда

I

 

Ya =

PX-P"

О т в е т : Y, ~ Р , - Р ,

 

Задача 46.30

Две балки ВС и CD шарнирно

соеди-

нены в С, цилиндрическим шарниром В

прикреплены к вертикальной стойке АВ,

защемленной в сечении А, а цилиндриче-

ским шарниром D соединены с полом.

К балкам приложены горизонтальные

силы Р\ и Р2. Определить горизонтальную составляющую реакции в сечении А. Размеры указаны на рисунке.

Р е ш е н и е

Для определения горизонтальной составляющей в заделке А заменим заделку горизонтальным ползуном, жестко связанным со стержнем АВ, и приложим горизонтальную силу R (см. рисунок). Сообщим системе возможное перемещение, запишем уравнения принципа возможных перемещений:

R-8sA + Pr8si+P,-8s2=0.

(1)

678

XI. Аналитическая механика»

Так как стержень А В движется поступательно, то

= bsB.

Стержень ВС совершает мгновенно-поступательное движение поэтому

бsB = 5^1 = 5sc.

Стержень CD совершает поворот вокруг точки D:

5ф = -

_ 5-S/i

2 И

2 И

&2 = 5фЛ = 2

Подставим значения §.?, и 8s2 в уравнение (1) и получим

-RbsA + PrbsA + P 2 ^ = 0,

откуда

R = Р)+-Pi2

О т в е т : R = R+ —

2

Задача 46.31

Определить момент тА реактивной пары, возникающей в заделке 4 стойки АВ, рассмотренной в предыдущей задаче.

Р е ш е н и е

Для определения момента т А реактивной пары в заделке А заменим заделку шарнирно-неподвижной опорной и приложим реактивный момент тА (см. рисунок). Сообщим системе возможное перемещение, запишем уравнение принципа возможных перемещений:

л • 5ф, + Р • Sss + Р2 &s2 = 0. (1)

46. Принцип возможных перемещений

679

Стержень АВ совершает поворот вокруг точки А, поэтому

8sB = АБф!-

Так как стержень ВС совершает мгновенно-поступательное движение, то

5sB = &i = 5sc — А5ф[.

Стержень CD вращается вокруг точки D, поэтому

&2 = h • 2 = ^

 

так как

8sc _ /1 -5ф1 _ 8ф[

2

2 И

2

 

Тогда уравнение (1) примет вид

 

А-5(р, +7|/г-8ф| +Р2^

=0,

откуда

 

 

 

 

тА =

хЛ\И.

 

О т в е т : тА = [ i ? + у \h.

Задача 46.32

Две фермы I и II, соединенные шарниром D, прикреплены к стержням III и IV с помощью шарнира С к земле; в точках А и В они имеют опоры на катках. Ферма I нагружена вертикальной силой Р на расстоянии а от опоры А. Найти реакцию катка В.

Указание. Предварительно определить положение мгновенных центров скоростей С, и С2 ферм I и II.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]