
- •Методичні вказівки
- •«Теоретична механіка»
- •Загальні положення
- •Загальні методичні вказівки
- •Перелік тем розрахунково-графічних робіт
- •Розрахунково-графічна робота № 1
- •Порядок виконання роботи
- •Вузел с
- •Вузел d
- •Розрахунково-графічна робота № 2
- •Порядок виконання роботи
- •Розрахунково-графічна робота № 3
- •Порядок виконання роботи
- •Розрахунково-графічна робота № 4
- •Порядок виконання роботи
Вузел с
Направимо вісь Х по реакції R1, а вісь Y – перпендикулярно їй.
Вказуємо всі кути, які будуть необхідні для проецирування:
Кути між R1 і R2 знаходимо з геометричних розмірів цієї конструкції (див. рис. 1а)
З Δ АКС : tg β = АК/ КС = 0,5/4 = 0,125 і β =7°
З Δ ВКС: tg (β + α) = ВК/КС = ¾ = 0,75 і α = 37°
Отже α = 37 – 7 = 30°
Кут між F і вісью Y дорівнює куту β =7°, так як кути з взаємно перпендикулярними сторонами.
Спроектувати всі сили та реакції вузла С на вибрані осі, скласти
рівняння рівноваги:
Σ Xi = - R1 – R2 cos30° - F1 cos83° = 0 (1)
Σ Yi = – R2 cos60° - F1 cos7° = 0 (2)
З рівняння (2) визначаємо: R2 = - F1 cos7°/ cos60° = -10 * 0.99/0.5 = -19.8 Кн
(Знак (-) вказує, що стержень стиснут силою 19,8 кН).
З рівняння (1) визначаємо: R1 = - R2 cos30° - F1 cos83° =
= -19.8 * 0.87 – 10*0.12 = 16 кН
Зусилля в стержнях відповідно дорівнюють реакціям:
N1 = R1 = 16 Кн (розтяг)
N2 = R2 = 19,8 Кн (стискування)
Для визначення зусиль в стержнях 3 і 4 вирізаємо вузол D
Для вузла D повторюємо усі дії з пункта 2.
Вузел d
Направлення не відомих реакцій R3 та R4 приймаємо від вузла, вважаючи , що стержні розтягнуті. Зусилля R2 = 19,8 кН направляємо до вузла, так як з попереднього розрахунку знаємо, що стержень 2 стиснут.
Направимо вісь Х по реакції R4, а вісь Y – перпендикулярно їй.
Вказуємо всі кути, які будуть необхідні для проецирування:
Кут між горизонтом і R4 дорівнює (β + α) = 37° (знаходимо з геометричних розмірів цієї конструкції див. рис. 1а)
Кут між R3 і вісью Y дорівнює також 37°.
3.Спроектувавши всі сили та реакції вузла D на вибрані осі, складаємо
рівняння рівноваги:
Σ Xi = - R4 – R2 + R3 cos53° = 0 (1)
Σ Yi = R3 cos37° = 0 (2)
З рівняння (2) визначаємо: R3 = 0 – стержень не працює
З рівняння (1) визначаємо: R4 = - R2 = -19,8 кН
Зусилля в стержнях відповідно дорівнюють реакціям:
N3 = R3 = 0
N4 = R4 = 19,8 Кн (стискування)
Графічний спосіб рішення
Визначимо цим способом зусилля в стержнях 1 і 2. З трьох сил, діючих в вузлі С, відома сила F1 по модулю і напряму. Вибираємо масштаб сил, наприклад 5 кН в одному сантиметрі (Мсил = 5 кН/см) і будуємо силовий трикутник.
З любої точки в прийнятому масштабі відкладаємо силу F1= 10 кН. З початку і кінця відрізка ab проводимо прямі, паралельні стержням 1 і 2, до їх перетину в точці С.
Отримуємо замкнутий силовий трикутник abс, в якому вектор ab = F1,
вектор bс = R2, вектор ас = R1.
Вимірявши довжини сторін і помноживши на масштаб знаходимо відповідно сили в стержнях: N1 = R1 ≈ 16 кН; N2 = R2 = 19,8 кН
Подумки перенісши напрям знайдених реакцій на відповідні стержні схеми конструкції, бачимо, що сила R1 спрямована від вузла, а це означає, що стержень розтягнутий, сила R2 спрямована до вузла, а отже стержень стислий.