Сопромат Основные виды деформаций Расчеты на прочность и жесткость при растяжении-сжатии Кручение стержней круглого сечения Сложное сопротивление. Изгиб с кручением Алгоритм решения задач статики Пример выполнения курсового задания

Сопромат, механика примеры решения задач

Пример выполнения курсового задания С 4

Однородная прямоугольная рама весом 200 Н прикреплена к стене при помощи шарового шарнира А и цилиндрического шарнира в точке В и удерживается в горизонтальном положении верёвкой СЕ, привязанной в точке С рамы и гвоздю Е, вбитому в стену на одной вертикали с точкой А (рис. 1.72). Угол α = 30о.

Определить натяжение верёвки и опорные реакции в точках А и В, если b = с = 1 м.

Решение. Как и ранее, определение реакций внешних связей для рассматриваемой конструкции проводится согласно плану решения задач статики.

Подпись:  

Рис. 1.72

Выбирается система отсчёта AXYZ, начало которой помещается в шаровый шарнир А.

Выделяется тело, равновесие которого рассматривается. В нашем случае таким телом является однородная прямоугольная рама, изображённая на рис. 1.72.

К раме в центре её тяжести прикладывается активная сила G – сила тяжести.

Согласно аксиоме связей отбрасывают внешние связи (в точке А шаровый шарнир, в точке В цилиндрический шарнир, в точке С нить) и показывают реакции связей – XA, YA, ZA, XB, YB, RC. Для удобства решения реакцию RC нити разложим на составляющие, параллельные координатным осям AX, AY, AZ: RC·sin(α) II AZ; RC·cos(α)·sin(β) II AX; RC·cos(α)·cos(β) II AY. Здесь величина угла β находится из размеров прямоугольной рамы по формуле β = arctg(c/b) = arctg(1/1) = arctg(1) = 45o.

Таким образом, на раму действует пространственная произвольная система сил (G, XA, YA, ZA, XB, YB, RC). Поэтому для решения задачи записываются шесть уравнений равновесия.

Σ + Σ = 0 = – RC·cos(α)·sin(β) + XA + XB = 0; (1)

Σ + Σ = 0 = YA – RC·cos(α)·cos(β) = 0; (2)

Σ + Σ = 0 = – G + ZA + RC·sin(α) = 0; (3)

Σ MAX(FiE) + Σ MAX(RiE) = 0

 = – G·(b/2) + RC·sin(α)·b + ZB·b = 0; (4)

Σ MAY(FiE) + Σ MAY(RiE) = 0 =

 = G·(c/2) – RC·sin(α)·c = 0; (5)

Σ MAZ(FiE) + Σ MAZ(RiE) = 0 = – XB·b = 0. (6)

Полученная система уравнений решается в наиболее удобной последовательности и определяются проекции реакций внешних связей на координатные оси системы отсчёта AXYZ.

Из уравнения (6) имеем XB = 0.

Из уравнения (5) определяется модуль реакции RC:

RC = G/(2·sin(α)) = 200/(2·0,5) = 200 Н.

Из уравнения (4) находится ZB:

ZB = G/2 – RC·sin(α) = 200/2 – 200·0,5 = 0.

Из уравнения (3) вычисляется ZA:

ZA = G – RC·sin(α) = 200 – 200·0,5 = 100 Н.

Из уравнения (2) определяется YA:

YA = RC·cos(α)·cos(β) = 200·0,866·0,707 = 122,452 Н.

Из уравнения (1) находится XA.

XA = – XB + RC·cos(α)·sin(β) = – 0 + 200·0,866·0,707 = 122,452 Н.

Результаты проведенных расчётов помещают в таблицу.

Таблица

Проекции реакций внешних связей на координатные оси

системы отсчёта AXYZ

XA, Н

YA, Н

ZA, Н

XB, Н

ZB, Н

RC, Н

122,452

122,452

100,000

0,000

0,000

200,000

Вопросы и задания для самоконтроля

Сформулировать определение термина «момент силы F относительно оси OZ».

Записать формулы для определения момента силы F относительно координатных осей декартовой системы отсчёта.

Сформулировать определение термина «пространственная произвольная система сил».

Записать уравнения равновесия пространственной произвольной системы сил.

Записать уравнения равновесия для пространственной системы сил, линии действия которых параллельны оси OZ декартовой системы отсчёта.

Сцепление и трение скольжения Рассмотрим равновесие тела лежащего на горизонтальной шероховатой поверхности OXY

Сцепление и трение скольжения Пример. Тело весом G = 20 Н удерживается в равновесии на шероховатой наклонной поверхности с углом наклона α = 30о силой S. Коэффициент сцепления fss = 0,3

Центр тяжести твёрдого тела В инженерной практике часто требуется определить положение центра тяжести тела или механической системы. Рассмотрим методику решения таких задач.

Пример. Определить положение центра тяжести однородного диска радиусом R с круглым отверстием, радиус которого r = R/2

СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ, ОПРЕДЕЛЕНИЙ, ПОНЯТИЙ (по разделу «Статика»)


Введение в кинематику примеры решения задач