飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)電子教案2-2

1、飛行器結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)——電子教學(xué)教案,西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院航空結(jié)構(gòu)工程系,第二章 結(jié)構(gòu)的組成分析Construction Analysis of Structures,第二講組成規(guī)則及組成分析,三剛片規(guī)則：三個剛片用不共線的三個單鉸兩兩相連，組成無多余約束的幾何不變體系。,,三、幾何不變體的組成規(guī)則,三角形——基本出發(fā)點。,例如三鉸拱,基礎(chǔ)、AC、BC為剛片；A、B、C為單鉸,無多余約束的幾何不變體,,二元體---用不

2、共線上的兩根鏈桿連結(jié) 一個新結(jié)點的裝置。,二元體規(guī)則： 在一個體系上增加或拆除二元體，不改變原體系的幾何構(gòu)造性質(zhì)。,,基礎(chǔ)或幾何不變體,減二元體簡化分析,加二元體組成結(jié)構(gòu),,,如何減二元體？,二剛片規(guī)則： 兩個剛片用一個鉸和一根不通過此鉸的鏈桿相聯(lián)，組成無多余約束的幾何不變體系。,,虛鉸---聯(lián)結(jié)相同兩個剛片的兩根相交鏈桿的作用，相當(dāng)于在其交點處的一個單鉸，這種鉸稱為虛鉸（瞬鉸）。

3、,二剛片規(guī)則： 兩個剛片用三根不全平行也不交于同一點的鏈桿相聯(lián)，組成無多余約束的幾何不變體系。,,O是虛鉸嗎？,有二剛片嗎？,是什么體系？,O不是,有,無多不變,試分析圖示體系的幾何組成。,有虛鉸嗎？,有二元體嗎？,是什么體系？,無多余約束的幾何不變體,沒有,有,加載瞬間，不能平衡,瞬變體系的判斷：,三剛片用三個共線的鉸相連， 則系統(tǒng)瞬變。,三剛片用三個共線的虛鉸相連， 則系統(tǒng)瞬變。,三剛片用三個鉸(無論實鉸或

4、虛鉸)相連，若三鉸共線(無論在有限遠(yuǎn)處或無限遠(yuǎn)處)，則系統(tǒng)瞬變。,瞬變系統(tǒng)的其它幾種情況：,幾何組成與靜定性的關(guān)系,無多余約束的幾何不變。,如何求支座反力?,有多余約束幾何不變。,能否求全部反力?,體系,小 結(jié),分析示例,加、減二元體,去支座后再分析,,,,無多幾何不變,瞬變體系,,,,,,,,加、減二元體,無多幾何不變,找虛鉸,,,無多幾何不變,它可變嗎？,找剛片、找虛鉸,無多幾何不變,瞬變體系,找剛片,,,無多

5、幾何不變,唯一嗎？,如何變靜定？,找剛片,內(nèi)部可變性,f ＝ 1幾何瞬變,如何才能不變呢？,變?yōu)樨Q向,加減二元體,無多不變,結(jié)論與討論,當(dāng)計算 f < 0 時，體系一定是可變的。 但 f ≥0 僅是體系幾何不變的必要條件。,分析一個體系可變性時，應(yīng)注意剛體形狀可任意改換。按照找大剛體（或剛片）、減二元體、去支座分析內(nèi)部可變性等，使體系得到最大限度簡化后，再應(yīng)用三角形規(guī)則分析。,超靜定結(jié)構(gòu)可通過合理地減少多余約束使

6、其變成靜定結(jié)構(gòu)。,正確區(qū)分靜定、超靜定，正確判定超靜定結(jié)構(gòu)的多余約束數(shù)十分重要。,結(jié)構(gòu)的組裝順序和受力分析次序密切相關(guān)。,(a) 一鉸無窮遠(yuǎn)情況,三剛片虛鉸在無窮遠(yuǎn)處的討論,不平行,平行,平行等長,四桿不全平行,(b) 兩鉸無窮遠(yuǎn)情況,四桿全平行,四桿平行等長,三鉸無窮遠(yuǎn)如何？ 請大家 自行分析!,關(guān)于空間桁架系統(tǒng),組成桁架的桿件不在一個平面內(nèi)。,組成規(guī)則：用三根全不共面的桿連接一個空間結(jié)點，組成無多余約束的幾何不變體。,

7、關(guān)于空間剛體,組成規(guī)則：用6根不共軸(含無窮遠(yuǎn)處即平行 )的桿連接兩個空間剛體，組成無多余約束的幾何不變體。否則，系統(tǒng)瞬變或可變。,例1：,桿1、2、3共上平面，桿4、5、6共下平面，此兩平面平行，剛體A和剛體B可任意上下運動,故此系統(tǒng)為無多余約束的幾何可變系統(tǒng)。缺少豎向約束。,推論：,組成規(guī)則：用6根不共軸(含無窮遠(yuǎn)處即平行 )的桿將一個空間剛體固定于基礎(chǔ)上，組成無多余約束的幾何不變體。否則，系統(tǒng)瞬變或可變。,例2：某機

8、翼的固定,桿1、桿2、桿3共面，桿4、桿6共面，此兩平面有一交線AA，而桿5與AA軸平行，在無窮遠(yuǎn)處相交。6桿共軸，整個機翼將繞AA軸轉(zhuǎn)動，故此系統(tǒng)為無多余約束的幾何可變系統(tǒng)。,如何變?yōu)閹缀尾蛔兡兀?將原桿4沿x方向布置成桿 ，這時桿 和桿6仍在同一平面，與桿1、2、3所在平面的交線仍為AA，6桿仍共軸。但機翼繞此軸發(fā)生微小轉(zhuǎn)動后，桿 就會起約束作用了，此系統(tǒng)變?yōu)闊o多余約束的幾何瞬變系統(tǒng)。,方案一：,將桿4沿y方向布置