力矩分配法
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§8.1力矩分配法的基本概念力矩分配法是在位移法的基础上发展起来的一种渐近法,它主要应用于分析连续梁和无结点线位移的刚架。
杆端弯矩的正负号规定与位移法相同。
一、名词解释1.转动刚度S ij转动刚度表示杆端对转动的抵抗能力,它在数值上等于使杆端产生单位转角时需要施加的力矩。
远端固定:S AB=4i远端铰支:S AB=3i远端滑移:S AB=i远端自由:S AB=0其中:i=EI/l;2.分配系数μij由转动刚度的定义可知:M AB= S AB•θA=4i AB•θAM AC= S AC•θA=i AC•θAM AD= S AD•θA=3i AD•θA取结点A为隔离体,列ΣM=0,可得:M= S AB•θA+ S AC•θA+ S AD•θAM M∴θ= ──────── = ──S AB + S AC + S AD ΣSΣS表示各杆A端转动刚度之和,把θ反代入,可得:M AB=M• S AB/ΣS M AC=M• S AC/ΣS M AD=M• S AD/ΣS令μAj= S Aj/ΣS 则 M Aj=μAj•MμAj称为分配系数,等于某杆的转动刚度与交于结点的各杆的转动刚度之和的比值;同一结点各杆分配系数之间存在下列关系:ΣμAj=μAB +μAC +μAD = 13.传递系数C AjM AB =4i AB•θA,M BA =2i AB•θAM AC =i AC•θA, M CA = -i AC•θAM AD =3i AD•θA,M DA =0C AB= M BA / M AB =1/2∴远端固定:C=1/2远端滑动:C=-1远端铰支:C=0用下列公式表示传递系数的应用:M BA = C AB• M AB系数C AB称为由A端至B端的传递系数;二、力矩分配的基本概念如下图所示结构,用位移法计算时,此结构有一具未知量Z1,典型方程为:r11•Z1 + R1p = 0r11=3i12 + i13 + 4i14 = S12 + S13 + S14 =ΣSR1P =ΣM1j g =M12g +M13g =M1gR1P代表附加刚臂上反力矩,它等于汇交于结点1的各杆端的固端弯矩的代数和,用M1g表示。
力矩分配法
简介
力矩分配法是一种常用的工程分析方法,用于计算和分析
物体受到的力的分布情况以及力矩的平衡。
根据力矩分配法,物体处于平衡状态时,所有作用于物体上的力矩和为零。
利用这个原理,可以计算物体上各点的力的大小和分布。
基本原理
力矩是一个力在距离某一点的作用线上产生的旋转效果。
当物体受到多个力作用时,在平衡状态下,力的合力和力矩的合力都为零。
根据力矩的定义,可以得到如下的力矩分配方程:
其中,表示物体上所有力矩的代数和。
力矩分配法的步骤
力矩分配法一般包括以下几个步骤:
1.给定各个力的大小和作用点位置。
2.计算每个力的力矩。
力的力矩可以通过力乘以力臂
得到,力臂是力的作用点到某一参考点的直线距离。
3.将各个力矩代入力矩分配方程,求解未知力的大小
和作用点位置。
可以利用代数方程或者力矩图等方法进行计算。
4.验证计算结果,检查力矩的合力是否为零,以验证
平衡状态。
5.如果力矩不为零,则需要重新调整力的大小和作用
点位置,再次计算和验证。
力矩分配法的应用
力矩分配法在工程中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用例子:
1.结构平衡:力矩分配法可以用于计算结构上各个部
分受力的平衡情况,如梁、桁架等结构的受力分析。
2.机械设计:力矩分配法可以用于计算机械装置中各
个零件受力的分布情况,如齿轮传动、支撑结构等。
3.车辆平衡:力矩分配法可以应用于汽车、飞机等交
通工具的平衡分析,确保车辆的稳定性和安全性。
4.物体悬挂:力矩分配法可以计算物体悬挂时各个支
点的受力情况,如吊车、吊车臂等。
总结
力矩分配法是一种常用的力学分析方法,通过计算力矩的平衡来推导出物体上各点的力的分布情况。
它在工程中的应用非常广泛,可以用于结构平衡、机械设计、车辆平衡等领域。
使用力矩分配法可以帮助工程师更好地理解和分析各种力的作用情况,从而设计出更加稳定和安全的结构和设备。