Bài tập 3: Giàn phẳng với dây và ròng rọc
Một người tập thể
dục trên máy như
hình vẽ. Trọng
lượng khối H là 50
lb. Hãy xác định nội
lực các thanh của
giàn máy.Nội lực thanh trên cùng
của giàn khi xe chạy
qua cầu
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
Cắt giàn bằng một mặt cắt, các thanh khi bị cắt sẽ
xuất hiện nội lực. Tìm giao điểm các nội lực chưa
biết, tính tổng mômen của hệ lực đặt vào phần
giàn bị cắt quanh giao điểm của các nội lực đó sẽ
ra được 1 trong số các nội lực cần tìm
133 trang |
Chia sẻ: thanhle95 | Lượt xem: 312 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Bài giảng Cơ sở lý thuyết - Tĩnh học - Chương V: Hệ kết cấu, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trường Đại học Công nghiệp thành phố Hồ Chí Minh
Khoa Công nghệ Cơ khí
CHƯƠNG V:
Hệ kết cấu
Thời lượng: 6 tiết
2Mục tiêu của bài học
3Ví dụ về giàn (Trusses)
4Ví dụ về giàn
5Ví dụ về giàn
6Giả thiết giản lược
7Một số giàn thường gặp
8Một số giàn thường gặp
9Nội lực trong các thanh
10
Giàn phẳng đơn giản
•Số ẩn số = 3 nội lực + 3
phản lực = 6
•Số PT = 3 nút x (2 PT) = 6
•Số ẩn số = 5 nội lực + 3
phản lực = 8
•Số PT = 4 nút x (2 PT) = 8
11
Phương pháp nút và bản lề
x
y
0
0
kx
ky
F
F
Chọn nút có tối đa 2 ẩn số
(nội lực 2 thanh)
12
Phương pháp nút và bản lề
x
y
13
Ví dụ giàn phẳng đơn giản
• Số ẩn số = nội lực + .. phản lực = ..
• Số PT = nút x (.. PT) = ..
13 3 16
8 2 16
xA
yA
yE
14
Ví dụ giàn phẳng đơn giản
15
Ví dụ giàn phẳng đơn giản
16
Một số nút đặc biệt
Chỉ đúng khi
không có ngoại
lực tác dụng
vào các nút –
bản lề trên
17
Một số nút đặc biệt – ví dụ 1
18
Một số nút đặc biệt – ví dụ 2
19
Bài tập 1: Giàn phẳng – phương pháp nút
Xác định nội lực các thanh trong giàn phẳng đơn
giản như hình vẽ
20
Bài tập 2: Giàn với thanh cong và khối lượng
21
Bài tập 3: Giàn phẳng với dây và ròng rọc
Một người tập thể
dục trên máy như
hình vẽ. Trọng
lượng khối H là 50
lb. Hãy xác định nội
lực các thanh của
giàn máy.
22
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
Nội lực thanh trên cùng
của giàn khi xe chạy
qua cầu
23
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
Cắt giàn bằng một mặt cắt, các thanh khi bị cắt sẽ
xuất hiện nội lực. Tìm giao điểm các nội lực chưa
biết, tính tổng mômen của hệ lực đặt vào phần
giàn bị cắt quanh giao điểm của các nội lực đó sẽ
ra được 1 trong số các nội lực cần tìm.
24
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
25
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
Tính tổng mômen
quanh điểm C sẽ tìm
được FGF.
Tính tổng mômen
quanh điểm G sẽ
tìm được FBC.
Phải tìm được
PLLK trước
26
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
27
Giàn phẳng – phương pháp mặt cắt
28
Giàn phẳng – Lực không đặt vào nút
29Giàn phẳng – Lực không đặt vào nút
30
Ví dụ giàn phẳng – PP mặt cắt
Tìm nội lực các thanh GF, GD và CD trong giàn.
31
Ví dụ giàn phẳng – PP mặt cắt
Các tải trọng thẳng đứng hướng xuống đặt vào các nút C, E,
G, I, K có giá trị 6 kN, đặt vào các nút A và M có giá trị 3 kN.
Tìm nội lực thanh FH, cho biết các tam giác thanh là tam
giác đều.
32
Ví dụ giàn phẳng – PP mặt cắt
Cho tháp truyền treo giữ
các dây cáp điện như hình
vẽ. Trong quá trình xây
dựng, ở 1 thời điểm, tháp
chịu 1 lực kéo của 1 dây
cáp ở L thẳng đứng hướng
xuống với độ lớn 1000 lb
và chịu áp lực của gió 1500
lb (coi như) đặt tại nút P.
Để xét khả năng an toàn
của tháp, hãy tính nội lực
các thanh AD, BD, BE và CE
trong trường hợp tải trọng
này.
33
Giàn phẳng tĩnh định và phi tĩnh định
• m – Số lượng các thanh (member)
• r – Số lượng các phản lực liên kết (support reactions)
• j – Số lượng các liên kết bản lề trong giàn (joints)
• Nếu (m + r < 2j) – Hoặc là cơ cấu chuyển động, hoặc là
bất định tĩnh định
• Nếu (m + r = 2j) – Hoặc là tĩnh định, hoặc là phiếm định
tĩnh định
• Nếu (m + r > 2j) – Hoặc là siêu tĩnh, hoặc là phiếm định
siêu tĩnh
34
Giàn phẳng tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 7
• r = 2
• j = 5
• m = 6
• r = 3
• j = 5
35
Giàn phẳng tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 7
• r = 3
• j = 5
• m = 6
• r = 4
• j = 5
36
Giàn phẳng tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 8
• r = 2
• j = 5
• m = 6
• r = 4
• j = 5
37
Giàn phẳng tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 8
• r = 3
• j = 5
• m = 7
• r = 4
• j = 5
38
Giàn phẳng tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 8
• r = 3
• j = 5
39
Giàn không gian
Tương tự như giàn phẳng, đối với giàn không gian cũng
vẫn áp dụng các phương pháp nút và mặt cắt. Đối với cân
bằng của điểm (PP nút) có 3 PT chiếu lực trên 3 trục. Đối
với cân bằng của vật (PP mặt cắt) có 3 PT mômen quanh
các trục tọa độ.
40
Giàn không gian
41
Giàn không gian
42
Giàn không gian
43
Giàn không gian
Xác định nội lực
trong các thanh của
giàn không gian như
hình vẽ.
44
Giàn không gian
Cho W = 1 kN. Xác định nội lực thanh DG.
45
Giàn không gian
Cho W = 1 kN. Xác định nội lực các thanh có
1 đầu là các điểm N, K, L bằng phương pháp
mặt cắt (đã được vẽ trên hình).
46
Giản KG tĩnh định và phi tĩnh định
• m – Số lượng các thanh (member)
• r – Số lượng các phản lực liên kết (support reactions)
• j – Số lượng các liên kết bản lề trong giàn (joints)
• Nếu (m + r < 3j) – Hoặc là cơ cấu chuyển động, hoặc là
bất định tĩnh định
• Nếu (m + r = 3j) – Hoặc là tĩnh định, hoặc là phiếm định
tĩnh định
• Nếu (m + r > 3j) – Hoặc là siêu tĩnh, hoặc là phiếm định
siêu tĩnh
47
Giản KG tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 11
• r = 6
• j = 3
• m = 8
• r = 6
• j = 15
48
Giản KG tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 6
• r = 6
• j = 12
• m = 12
• r = 6
• j = 6
49
Giản KG tĩnh định và phi tĩnh định
• m = 10
• r = 6
• j = 5
• m = 13
• r = 6
• j = 6
50
Kết cấu và máy móc
51
Kết cấu và máy móc
52
Kết cấu và máy móc
53
Kết cấu và máy móc
54
Kết cấu và máy móc
55
Kết cấu và máy móc
56
57
58
59
Kết cấu và máy móc
60
Kết cấu và máy móc
61
Kết cấu và máy móc
62
Kết cấu và máy móc
63
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Các vật rắn có kích thước thường là các thanh, tấm bản,
ròng rọc, khung, máng, v.v Giả sử có n VR có kích thước
64
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Có 4 vật rắn kích thước là
2 thanh ABC và CD, 2 ròng
rọc B và C
Có 5 vật rắn kích thước là
2 thanh ABC, CD, BD, BE và
DE
65
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Có 2 vật rắn kích thước là
2 thanh EF và khung ABC
Có 18 vật rắn kích thước là
18 thanh
66
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Các vật rắn không kích thước thường là các ròng rọc nhỏ,
các thùng hàng nhỏ, con trượt, nút buộc dây (mà không đề
cập đến kích thước), hoặc các vật rắn dù có kích thước
nhưng không xét đến sự xoay của nó, hoặc các lực tác dụng
lên nó đồng quy. Giả sử hệ có m vật rắn không kích thước.
67
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Có 5 vật rắn không kích
thước là 3 ròng rọc C, D, E
và thanh CE và dầm ABFG.
Có 6 vật rắn không kích
thước là 3 ròng rọc A, B, C
và 3 vật nặng màu xanh
mạ.
68
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
1. Mỗi 1 vật rắn kích thước trong mặt phẳng có tối đa 3 phương
trình cân bằng tĩnh học
2. Mỗi 1 vật rắn không kích thước (chất điểm) trong mặt phẳng có
tối đa 2 phương trình cân bằng tĩnh học
3. Một vật rắn tổng quát trong
không gian có tối đa 6 PT
4. Thanh thẳng trong không
gian có tối đa 5 phương trình
vì đường kính của tiết diện
thanh rất nhỏ so với chiều
dài thanh, do đó sự xoay
quanh trục thanh không xét
69
Ngàm
Có 3 ẩn số
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Vật đươc giữ
70
2 thanh phẳng liên
kết vào 1 bản lề
1 thanh phẳng liên kết
vào 1 bản lề trụ cố định
có 2 ẩn số
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
71
1
1
blX
1
blY
2
2
blX
2
blY
1
bl
X
1
bl
Y
2
bl
X
2
bl
Y
bl
1 2 1 2
1 2 1 2
0
0
bl bl bl bl
bl bl bl bl
X X X X
Y Y Y Y
A
AY
1
AX 2
AX
AY
A
A
Giải thích
có 2 ẩn số
72
3 thanh phẳng liên
kết vào 1 bản lề
2 thanh phẳng liên kết
vào 1 bản lề trụ cố định
có 4 ẩn số
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
73
Giải thích
1 2
3
1
blX
1
1
blY
2
2
blX
2
blY
3
3
blY
1
bl
X
1
bl
Y
2
bl
X
2
bl
Y
3
bl
X
3
bl
Y
bl
3
1
3
1
0
0
i
bli
i
bli
X
Y
có 4 ẩn số
3
blX
74
n thanh phẳng liên
kết vào 1 bản lề
(n-1) thanh phẳng liên kết
vào 1 bản lề trụ cố định
có (2n-2) ẩn số
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
75
n thanh phẳng liên kết vào 1 bản lề gắn với 1
thanh nhẹ hoặc con lăn
có (2n-1) ẩn số
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
76
Thanh phẳng liên kết với 1 con trượt hoặc chốt có thể trượt
dọc theo phương của 1 thanh khác
có 1 ẩn số
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
77
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Nếu số ẩn số (phản lực liên kết trong và ngoài) bằng số
phương trình tối đa có trong kết cấu và kết cấu hoàn toàn cân
bằng không phụ thuộc vào ngoại lực bên ngoài Tĩnh định.
Kết cấu gồm 2 thanh phẳng
kích thước AB, BC nên có tối
đa 6 PT
- Ở A có XA, YA
- Ở B có XB, YB
- Ở C có XC, YC
Số ẩn tối đa là 6 Kết cấu
tĩnh định
78
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Nếu số phương trình < số ẩn tối đa thì đây là kết cấu siêu
tĩnh
Kết cấu gồm 1 khung cứng nên có tối đa 3 PT
- Ở A có XA, YA, mA
- Ở B có XB, YB
- Ở C có YC
Số ẩn tối đa là 6 Kết cấu siêu tĩnh bậc 3
79
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Nếu như số phương trình > số ẩn tối đa thì đây là cơ cấu có
khả năng chuyển động. Nhưng nếu kết cấu cân bằng, điều
đó có nghĩa không có các ngoại lực tác dụng vào cơ hệ làm
cho nó thực hiện chuyển động khả dĩ, hay hoặc là tổng ngoại
lực làm cho nó chuyển động khả dĩ bằng 0.
80
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
- 4 vật rắn kích thước: ABC, BED, CEF,
ròng rọc D 4x3 = 12 PT
- 5 bản lề kết nối của 2 vật 5x(2*2-
2) = 10 ẩn + ẩn ở con lăn F và 1 ẩn
lực căng dây nối với thanh CEF 12
ẩn
- 4 vật rắn kích thước: tấm bản BDF, 3
thanh AC, BG, DE 4x3 = 12 PT, 1 vật
rắn chất điểm con trượt A 2 PT
Tối đa 14 PT
- 6 bản lề kết nối 2 vật là A, B, C, D, E, G
6x(2*2-2) = 12 ẩn + 1 ẩn phản lực
của thành rãnh lên con trượt + 1 ẩn là
lực P hoặc Q 14 ẩn
E
F
G
81
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
- 2 vật rắn kích thước: ACD, GC, 2 vật
rắn có kích thước nhưng như chất
điểm là 2 ống trụ tròn 2x3 +
2x2= 10 PT
- 3 bản lề ở A, C và G, 4 liên kết tựa
ở E, B, F, D 3x(2*2-2) + 4x1 = 10
ẩn
- 6 vật rắn kích thước: FA, ABC, CDE,
EH, GD, GB 6x3 = 18 PT
- 7 bản lề liên kết 2 vật ở F, A, B, C,
D, E, H và 1 bản lề liên kết 3 vật ở
G 7x(2*2-2) + 4x1 = 18 ẩn
82
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
- 3 vật rắn kích thước: DC, DE,
AC 3x3 = 9 PT
- 2 bản lề liên kết 2 vật ở D, B,
3 liên kết tựa ở C, A, E và 1
lực căng dây FG 2x(2*2-2)
+ 3x1 + 1= 8 ẩn
Như vậy là 9 PT, 8 ẩn, hệ có
1 bậc tự do, ở đây chính là cái
ghế có thể dịch chuyển theo
phương ngang mặt đất. Nhưng
không có 1 ngoại lực nào tác
dụng vào ghế theo phương
ngang nên ghế sẽ hoặc chuyển
động đều, hoặc không chuyển
động theo phương ngang.
83
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Đặc điểm: Không có
bất cứ ngoại lực nào
tác dụng vào giữa
thanh nhẹ hay ống,
thì nội lực chúng
nằm trên đường
thẳng nối 2 bản lề 2
đầu của thanh. Ta
không coi nó như 1
vật rắn nữa, bù lại
chúng cho ta 1 ẩn số.
84
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Cách 1:
- 4 vật rắn kích thước là
ABC, CD, BE và DEF 4x3
= 12 PT
- 6 bản lề liên kết 2 vật ở A,
B, C, D, E và F 6x2 = 12
ẩn
Cách 2:
- 2 vật rắn kích thước là ABC và DEF 2x3 = 6 PT. Do CD và BE là các
thanh mà giữa chúng không có 1 ngoại lực nào đặt vào nên chúng
là các thanh nhẹ. Nội lực SCD và SBE nằm trên các đường thẳng CD
và BE
- 2 bản lề liên kết 2 vật ở A và F cộng với 2 ẩn SCD và SBE 6 ẩn
85
Kết cấu và máy móc – phân tích cơ hệ
Cách 1:
- 7 vật rắn kích thước là AC,
BC, AD, BE, CG, DH, EH và
2 chất điểm là B và C
7x3 + 2x2 = 25 PT
- NB, NC, XC1, YC1, XC2, YC2,
XB1, YB1, XB2, YB2, XD1, YD1,
XD2, YD2, XE, YE, XG, YG, XH,
YH, NEH, XA, YA. 23 ẩn
Cách 2:
- 3 vật rắn kích thước là AC, BE, EH và 2 chất điểm là B và C 3x3 +
2x2 = 13 PT. BC, AD, CG và DH là các thanh mà giữa chúng không có
1 ngoại lực nào đặt vào nên chúng là các thanh nhẹ.
- NC, SBC , SCG, SAD , SDH, NB, XB, YB, XE, YE, NEH 11 ẩn
86
Kết cấu và máy móc – Sơ đồ vật thể tự do
Nếu cơ hệ gồm s vật (vật rắn hoặc chất
điểm) liên kết tổng thể với nhau để tạo
thành 1 cơ hệ tĩnh định sẽ có tối đa M
phương án tách vật / cụm vật hóa rắn.
Cách tính M ?
Trong số M phương án đó ta dùng
những phương án nào?
1
2 3
i
s
1 2 3
2 3
1
!
! !
k s
s s s s k s
s
k
s
k
M C C m C m C m C
s
C
k s k
m
- Số lượng cụm k vật rời rạc nhau mà không thể hóa rắn
- Tổ hợp cụm k vật trong số s vật của
cơ hệ; 1 < k < s
87
Nếu cơ hệ gồm s vật (vật rắn hoặc chất
điểm) liên kết từng cặp một với nhau
sẽ có tối đa M phương án tách vật /
cụm vật hóa rắn.
Vậy trong số M phương án đó ta
dùng những phương án nào ?
1. Nếu có 1 phương án tách vật/cụm vật hóa rắn nào đó mà
trong đó có 3 ẩn số (trường hợp cơ cấu phẳng) thì lập tức
giải ra tận cùng 3 ẩn đó (chắc chắn sẽ có lợi để tìm các ẩn
khác)
2. Giả sử cần tìm PLLK tại điểm nào, thì hãy chọn ra trong số M
= (2s – 1) phương án, chỉ những phương án nào có vật rắn
chứa điểm cần xét để tìm PLLK của nó
1
2 3
i
s
1
0 2 1
s
k s
k s
k
m k M C
Kết cấu và máy móc – Sơ đồ vật thể tự do
88
Kết cấu – sơ đồ vật thể tự do
22 1 2 1 3M
1
2
3
89
Kết cấu – sơ đồ vật thể tự do
3!
3 1 1 6
2!1!
M
2 vật rắn
thanh AB
và CD
không liên
kết trực
tiếp với
nhau nên
cụm 2 vật
này không
thể hóa
rắn
90
AX
AY
A
BX
BY
B
1
BX
BY
B
CX
CY
C
10kN 15kN
2
CX
CY
C
DX
DY
DM
D
3
A AX
AY
CX
CY
B
C
10kN 15kN
4
91
BX
BY
B C
DX
DY
DM
D
10kN 15kN
5
B C
DX
DY
DM
D
10kN 15kN
AX
AY
A 6
92
Kết cấu – sơ đồ vật thể tự do
32 1 7M
Có 3 vật rắn mà từng cặp một liên kết
với nhau
- Có 3 vật rắn
ABC, BD, CDE
9 phương trình
- 4 bản lề B, C, D,
E và 1 liên kết
tựa ở con lăn đu
A 9 ẩn
93
AY
A
BX
BY
B
CX
CY
C
1
250N
BX
BY
B
DX
DY
D
2
CX
CY
C
DX
DY
D
EX
EY
E
3
94
AY
A
CX
CY
C
250N
B
DX
CY
D
4
250N
BX
BY
B
CX
CY
C
D
EX
EY
E 5
95
AY
A
B
C
D
EX
EY
E
BX
BY
DX
CY
6
AY
A
250N
B
C
D
EX
EY
E
7
96
Kết cấu – sơ đồ vật thể tự do
32 1 7M
Có 3 vật rắn mà từng cặp một liên kết với nhau
- Có 2 vật rắn AB, BDC và 1 “chất điểm” C 8 phương trình
- 3 bản lề A, B, C; 2 liên kết tựa ở D và E 8 ẩn
E
97
CX
CY
BX
BY
DN
C B
D
3
AX
AY
A
CN
BX
BY60lb.ft
B
1
E
CX
CY
CN
C
2
E
98
CX
CY
C
AX
AY
A BX
BY60lb.ft
B
4
E
AX
AY
A
CN
60lb.ft
CX
CY
DNC
B
D
5
E
99
CN
C
BX
BY
DN
B
D
6
E
AX
AY
A
60lb.ft D
N
C
B
D
7
E
100
Kết cấu – sơ đồ vật thể tự do
4! 4!
4 2 1 13
2!2! 3!1!
M
- Có 4 vật rắn
12 phương trình
- Có 6 bản lề 12
ẩn (ở C sẽ có 4 ẩn
nên thực chất có
14 ẩn tất cả,
nhưng cân bằng
của bản lề C cho ta
2 phương trình
phụ nên cũng vậy)
101
BX
BY
B
EX
EY
E
BES
B
BES
E
AX
AY
BX
BY
1CX
1CY
A B
C
AY BE
S 1C
X
1CY
CBAAX
1CX
2CX 1CY
2CY
6kN
C
2CX
2CY
DX
DY
8kN
C
D
1
2
3
102
2CX
2CY
DX
DY 8kN
C
D
AY BE
S
C
BAAX 2CX
2CY
6kN 2
3
AY BE
S 1C
X
1CY
CBAAX
2
DX
DY
8kN
C
D
1CX
1CY
6kN
3
103
DX
DY
EX
EY
GX
GY
G
E D DX
DY
BES
GX
GY
G
E D
BES
B
DX
DY
GX
GY
G
E D
4
5
104
AX
AY
1CX
1CY
A
C
B
BES
E
AX
AY
A B
BES
E
C
2CX
2CY
6kN
6
105
2CX
2CY
C
8kNBE
S
E
GX
GY
G D
8kNBE
S
E
GX
GY
G D
1CX
1CY
6kN
C
7
106
6kN
AY
BES
BA
AX
8kN
C
DX
DY
D 8
107
AY
A
AX
DX
DY
GX
GY
G
D
C
2CX
2CY
6kN
B
E
AY
A
AX
DX
DY
GX
GY
G
D
C
B
E
1CX
1CY
9
108
BES
B
GX
GY
G
8kN
C
2CX
2CY
DE
BES
B
GX
GY
G
8kN
1CX
1CY
6kN
C
E D
10
109
6kN
AY BE
S
AX
BES
E
GX
GY
G
8kN
A B
D
C
11
110
AY
AX A
6kN
C
8kN
BES
E
B
DX
DY
D
12
111
AY
AX A
6kN
C
8kN
GX
GY
G
B
E D
13
112
Máy móc – sơ đồ vật thể tự do
113
Máy móc – sơ đồ vật thể tự do
114
Máy móc – sơ đồ vật thể tự do
115
Kết cấu và máy móc – Giải bài tập
Trong cơ hệ phức tạp như vậy, nếu đề bài hỏi về 1 ẩn X nào
đó, ta sẽ tách vật hoặc cụm vật như thế nào và dùng công cụ
phương trình gì để có thể tìm được ẩn số đó???
1. Nếu có s vật (vật/chất điểm) có thể phá tung ra và thiết
lập hệ PT rồi giải. Ẩn cần tìm là 1 trong số các nghiệm tìm ra.
2. Trong số M phương án (PA) tách, tìm tất cả các PA chứa
ẩn X cần tìm. Trong đó bắt đầu từ PA (*) có ít các ẩn số phụ
phát sinh nhất, và với ít nhất 1 ngoại lực (lực hoặc mômen).
3. Nếu trong PA (*) có thể tìm được ngay X thì tốt, nếu
không phải tuần tự tìm các ẩn số phụ. Bắt đầu từ ẩn phụ Y
Lại quay về lộ trình tư duy như bước 2 khi coi vai trò Y
lúc này là X ban nãy. Tương tự cho các ẩn số phụ khác nếu
phát sinh trong quá trình giải.
116
Kết cấu và máy móc – Giải bài tập
- Nếu tính tổng hình chiếu lực trên trục thì rất quan trong
là: TRỤC NÀO???? Chiếu trên trục nào mà chỉ có 1 ẩn
số trong phương trình là tốt nhất, tức là trục ấy vuông
góc với nhiều ẩn số PLLK nhất.
- Khi tính tổng mômen quanh điểm thì rất quan trọng là:
ĐIỂM NÀO????? Điểm mà khi tính chỉ còn có 1 ẩn số
trong phương trình là tốt nhất, tức là điểm ấy càng có
nhiều lực đi qua càng tốt, nhất là những lực nằm xiên,
nằm chéo đi qua là rất tốt.
2 công cụ trên tùy vào từng bài cụ thể mà chúng ta cân
nhắc, có những lúc phương trình chiếu trục ưu thế hơn ở
bước đầu tiên nhưng cũng có khi là phương trình mômen.
117
Kết cấu và máy móc – tính toán
Xác định các phản lực liên kết ở A, B, C
118
Kết cấu và máy móc – tính toán
Một thang máy khối lượng
500 kg được kéo lên trên với
vận tốc không đổi bởi động
cơ A và hệ ròng ròng như
hình vẽ. Bỏ qua khối lượng
của dây cáp và ròng rọc, xác
định các lực căng dây cáp
trong hệ.
11
9Kết cấu và máy móc – tính toán
Đĩa nhẵn trọng lượng 20 lb liên kết bản lề ở D với
khung DCB và tựa lên khung cong AB như hình vẽ.
Tìm các phản lực liên kết ở các bản lề A, B, D và áp
lực ở C và chỗ tiếp xúc của đĩa và khung cong.
120
Kết cấu và máy móc – tính toán
Xác định lực kéo P cùng lực căng các
dây cáp có trên hình vẽ để treo lực
600 N ở móc dưới.
121
Kết cấu và máy móc – tính toán
Hai tấm ván nhẹ được kết nối với nhau bởi thanh
nhẹ BC và miếng đệm cứng nhẵn ED. Xác định các
phản lực ở A, F (không ma sát), nội lực thanh nhẹ BC
và áp lực ở miếng đệm ED.
122
Kết cấu và máy móc – tính toán
Người công nhân khối
lượng 75 kg nỗ lực
nâng dầm AB đồng chất
khối lượng 40 kg nhấc
khỏi con lăn B. Xác định
lực căng dây ở điểm B
và áp lực người thợ lên
dầm ngay tại thời điểm
dầm được nhấc khỏi
con lăn.
123
Kết cấu và máy móc – tính toán
Cho kết cấu
dùng để treo
vật nặng 50
kg như hình
vẽ. Xác định
phản lực
liên kết ở A
và C.
124
Kết cấu và máy móc – tính toán
Phá vỡ các liên kết
của kết cấu và các
định các phản lực
liên kết tại các bản lề
A, B, C, E, F và phản
lực tại D.
125
Xác định phản lực bản lề của khung phẳng dưới tác dụng
của tải phân bố tuyến tính với cường độ lớn nhất q1 và tải
phân bố đều cường độ q2 dọc theo cung tròn. Cung CD là 1
phần tư đường tròn bán kính R với tâm O.
Kết cấu và máy móc – tính toán
126
Kết cấu và máy móc – tính toán
1
2
40 kN;
20 kN;
10 kN;
100 kN.m;
30 kN.m;
60 ;
30 .
F
P
Q
M
M
Xác định các PLLK tại A, B, D và E. Kích thước cho trong
đơn vị m.
127
Kết cấu và máy móc – tính toán
Xác định phản lực liên kết (thứ nguyên kN) của kết
cấu, cấu tạo từ 3 vật kết nối với nhau tại bản lề C.
Các kích thước trong thứ nguyên [m].
128
Kết cấu và máy móc – tính toán
Cho hệ vật được cấu tạo
từ 2 dạng thanh cứng
thẳng hoặc khung cứng
góc vuông. Dây được cuốn
vòng vào thùng hình trụ
trọng lượng G và liên kết
với các thanh của kết cấu.
Các kích thước được đo
trong [m]. Kết cấu nằm
trong mặt phẳng thẳng
đứng. Hãy tính các phản
lực liên kết và lực căng của
các phần dây.
26 kN; 25 kN; 102 kN.m; 2 m;cos 0.8.G F M r
129
Kết cấu và máy móc – tính toán
Cho kết cấu của gàu xúc như hình 1.a. Khối đất trong gàu có
trọng lượng 4000 lb với trọng tâm tại G.
1. Sử dụng sơ đồ vật thể tự do (SĐVTTD) hình 1.b để tìm
ứng lực thanh DE
2. Sử dụng SĐVTTD hình 1.c để tìm ứng lực trong ống thủy
lực CE và thanh EF
Hình 1.a Hình 1.b Hình 1.c
130Kết cấu và máy mó