解:bc为二力杆(受力如图所示),故曲杆ab在b点处受到约束力的方向沿bc两点连线的方向。曲杆ab受到主动力偶m的作用,a点和b点处的约束力必须构成一个力偶才能使曲杆ab保持平衡。ab受力如图所示,由力偶系作用下刚体的平衡方程有(设力偶逆时针为正): f fc ?m ?0
fa?a?sin(??45)?m?0 fa?0.354 ma
其中:tan?? 13
。对bc杆有: ma
fc?fb?fa?0.354
。a,c两点约束力的方向如图所示。 fa fb fa fc fo c o
解:
机构中ab杆为二力杆,点a,b出的约束力方向即可确定。由力偶系作用下刚体的平衡条件,点o,c处的约束力方向也可确定,各杆的受力如图所示。对bc杆有: m ? ?0 fb
fb?bc?sin30 ?m2?0
对ab杆有:fb?fa 对oa杆有: ?m ?0
求解以上三式可得:m1 m1?fa?oa?0
?3n?m, fab?fo?fc?5n,方向如图所示。
2-6等边三角形板abc,边长为a,今沿其边作用大小均为f的力f1,f2,f3,方向如图a,b所示。试分别求其最简简化结果。 解:2-6a
坐标如图所示,各力可表示为: ?1?3?f1?fi?fj, 22 y fr f r
ma x ??
f2?fi,
?1?f3??fi? 2 32 ?fj
先将力系向a点简化得(红色的): ??
fr?fi?
??3fj, m a ? 32 ?fak ??
方向如左图所示。由于fr?m a
,可进一步简化为一个不过a点的力(绿色的),主矢不变, 其作用线距a点的距离d? 2-6b 34
a,位置如左图所示。 ??
同理如右图所示,可将该力系简化为一个不过a点的力(绿色的),主矢为:fr??2fi
其作用线距a点的距离d? 34
a,位置如右图所示。
简化中心的选取不同,是否影响最后的简化结果?
2-13图示梁ab一端砌入墙内,在自由端装有滑轮,用以匀速吊起重物d。设重物重为p, ab长为l,斜绳与铅垂方向成?角。试求固定端的约束力。 法1 解:
整个结构处于平衡状态。选择滑轮为研究对象,受力如图,列平衡方程(坐标一般以水平向右为x轴正向,竖直向上为y轴正向,力偶以逆时针为正): f
?fx?0 ?fy?0 by
选梁ab为研究对象,受力如图,列平衡方程: b p fbx p