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

01

.pdf
Скачиваний:
52
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
3.61 Mб
Скачать

Рисунок 99

Приложим к грузам силы тяжести и силы инерции

Ф1 Ф2 Ф3 Ф mа . Сообщим грузам возможное перемещение s .

Составим общее уравнение динамики:

mg s Ф1 s Ф2 s Ф3 s 0

или

mg 3Ф 0 .

Ускорение грузов : a g3 .

Применим принцип Даламбера к первому и третьему грузам

Рисунок 100

171

Рисунок 101

T12 mg Ф1 0; T23 Ф3 0.

Натяжения нитей в сечениях bc и de

T12 mg Ф1 23 mg ;

T23 Ф3 13 mg .

172

ПРИНЦИП ВОЗМОЖНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

Задача 66 (рис. 102), (рис. 103)

Для механизма, расположенного в горизонтальной плоскости,

определить деформацию пружины в положении равновесия . Даны длина стержня ОА= l , момент пары сил M , приложенной к стержню ОА,

коэффициент жесткости пружины c .

Рисунок 102

Решение. (рис. 103)

Для решения задачи будем использовать принцип возможных перемещений.

Приложим к системе силы, действующие в горизонтальной плоскости:

кроме пары с моментом M это будет сила упругости пружины Fупр с х

( х искомая деформация пружины).

173

Рисунок 103

Сообщим системе возможное перемещение, повернув стержень ОА на угол ОА . Стержень АВ совершит возможное плоскопараллельное перемещение, повернувшись на угол АВ вокруг точки РАВ . Точки А и В получат возможные перемещения

sA rA OA ОА l ОА ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sB

 

rB

BPAB АB BPAB

tg60 l ОА

3 l ОА .

 

 

 

 

 

 

 

 

AP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

 

Составим уравнение возможных работ всех активных сил (1.30)

М ОА Fупр sB 0 .

Подставив

 

установленные

ранее

соотношения

 

 

 

 

 

 

 

 

М ОА с х 3 l ОА 0 .

 

 

 

 

 

После преобразований получим деформацию пружины x

 

M

 

 

 

.

 

 

l c

 

3

174

Задача 67 (рис. 104), (рис. 105)

Для заданной составной конструкции определить реактивный момент в заделке А, считая заданными интенсивность равномерно распределенной нагрузки q , угол , длины стержней АВ= l1 и ВС= l2 .

Рисунок 104

Решение. (рис. 105)

Для решения задачи используем принцип возможных перемещений.

Заменим заделку в точке А шарнирно неподвижной опорой,

компенсировав отброшенную связь ее реакцией – реактивной парой сил с неизвестным моментом М А .

Рисунок 105

175

Распределенную нагрузку на участке ВС заменим приложенной к точке

Е (ВЕ=ЕС= l22 ) равнодействующей силой Q ql2 .

Сообщим системе возможное перемещение, повернув стержень АВ на угол AB . Стержень ВС совершит возможное плоскопараллельное перемещение, повернувшись на угол вокруг точки РВС . Точки В, С и Е получат соответствующие возможные перемещения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB AB l1 AB ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

rB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EPBC

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

EP

 

 

EP

 

rB

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

r

BC

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

BC

 

 

 

 

BC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BPBC

 

 

BPBC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CPBC

l

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CP

 

 

CP

 

 

rB

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r

 

 

 

BC

 

 

 

 

AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

BC

 

 

 

 

BC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

BPBC

 

 

BPBC

 

 

Уравнение возможных работ имеет вид

Ì À ÀÂ (Q BE) BC 0 .

Ì (Q BE)

BC

(Q BE) i

À

ÀÂ

 

 

 

Далее находим

i

BC

 

BC

SB

 

BC

 

 

AB AB

 

AB

 

 

l1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg

 

ÀÂ

 

S

Â

ÀÂ

 

BP

ÂC

 

 

 

ÀÂ

 

BP

 

l

 

 

 

 

 

 

BC

 

 

 

 

 

 

BC

 

2

 

Окончательно получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ì À

(Q BE) i

ql

2l1ctg

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 68 (рис. 106), (рис. 107)

Определить натяжение нити АС, связывающей вершины А и С шарнирного стержневого ромба ОАВС, находящегося под действием силы Р .

176

Рисунок106

Решение (рис.52)

Для решения задачи будем использовать принцип возможных перемещений.

Перережем нить, а ее действие заменим двумя приложенными в точках А и С равными силами Т А ТС Т .

Рисунок 107

Сообщим возможное вертикальное перемещение rB точке В; rÀ и rÑ -

возможное перемещение точек А и С. РАВ и РСВ - возможные центры поворота стержней АВ и СВ.

Составим зависимости

rB BPCB CB 2l cos CBrC rA CPCB CB l CB

На основании принципа возможных перемещений имеем уравнение

177

Задача 69 (рис. 108), (рис. 109)
На кривошип ОА механизма, расположенного в горизонтальной плоскости, воздействует пара сил с моментом М . Зная длину кривошипа
ОА= r и шатуна АВ= l , определить силу Р при условии равновесия механизма.

P rB TA rA TC rC 0 .

Выполним преобразования

P rB cos0 T rA cos( 90 ) T rC cos( 90 ) 0 .

P 2l cos CB 2T l sin CB 0 ,

Натяжение нити

T P 2l cos CB Pctg . 2l sin CB

Рисунок 108

Решение. (рис. 109)

Для решения задачи будем использовать принцип возможных перемещений.

Сообщим системе возможное перемещение, повернув кривошип ОА на возможный угол ОА . Шатун АВ совершит возможное плоскопараллельное перемещение, повернувшись на возможный угол АВ вокруг точки РАВ .

178

Рисунок 109

Уравнение возможных работ

М ОА Р rB cos180 0

Выполним преобразования

 

 

 

 

 

 

P Ì

 

ÎÀ

M i .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SB

 

 

 

 

 

 

i

ÎÀ

 

ÎÀ

 

S À

 

 

ÎÀ

 

APAB ÀB

 

1

ctg

S

 

S

 

S

 

 

r

 

 

 

B

 

À

 

B

 

 

 

 

BP

ÀB

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB

 

 

Значение силы Р определяется по формуле

Ð M i Ìr ñtg .

Задача 70 (рис. 110), (рис. 111)

Однородный стержень АВ длиной l и весом Р находится в состоянии равновесия в вертикальной плоскости. Стержень опирается на гладкий пол и гладкую вертикальную стену. Определить зависимость между силами Р и F.

179

Рисунок 110

Решение. (рис. 111)

Для решения задачи применим принцип возможных перемещений.

Сообщим точке А стержня возможное перемещение rA ; точка В

получит возможное перемещение rB , стержень – возможное вращательное перемещение δφ вокруг возможного центра поворота Е .

Рисунок 111

Составим общее уравнение статики:

P rC F rA 0

или

P sC cos F sA cos180o 0 .

Учитывая зависимости

180