18. Метод кинетостатики. Определение сил инерции звеньев.
В
ТММ используется кинетостатический
силовой расчёт основанный на принципе
Даламбера: Если если к числу внешних
активных сил и реакций связи прибавить
силы инерции, то система будет находиться
в равновесии и кней можно применять
уравнения статики.
+
+
=0
Порядок решения задач с использованием принципа Даламбера 1.Составить расчетную схему. 2. Выбрать систему координат. 3. Выяснить направление и величину ускорения. 4. Условно приложить силу инерции. 5. Составить систему уравнений равновесия. 6. Определить неизвестные величины.
Сила инерции – фиктивная сила, которую можно ввести в неинерциальной системе отсчёта так, чтобы законы механики в ней совпадали с законами инерциальных систем. В математических вычислениях введения этой силы происходит путём преобразования уравнения F1+F2+…Fn = ma к виду
F1+F2+…Fn–ma = 0, где Fn – реально действующая сила, а ma – «сила инерции».
Закон инерции про инерционные системы отсчёта гласит, что без влияния неуравновешенных сил тело будет сохранять свою скорость или неподвижность. В качестве примера силы инерции можно рассмотреть простую силу инерции, которую можно ввести в равноускоренной системе отсчёта:
Написать пример с быстро останавливающимся автобусом полным пассажирами.
Среди сил инерции выделяют следующие:
- простую силу инерции, которую мы только что рассмотрели;
- центробежную силу, объясняющую стремление тел улететь от центра во вращающихся системах отсчёта;
- силу Кориолиса, объясняющую стремление тел сойти с радиуса при радиальном движении во вращающихся системах отсчёта
19. Условие статической определимости плоских кинематических цепей.
Сила, как векторная величина характеризуется относительно звеньев механизма тремя параметрами: координатами точки приложения, величиной и направлением..
Рассмотрим
плоский механизм состоящий из n звеньев,
соединённых в кинематические пары: 5
класса в количестве р5 и 4 класса в
количестве р4. Число уравнений статики
которые мы можем составить – 3, общее
число уравнений - 3n. Каждая кинематическая
пара 5 класса содержит 2 неизвестные о
реакции, 4 класса 1 неизвестное, тогда
общее число неизвестных. Тогда условие
кинетостатической определимости
плоского механизма можно записать как:
.
Т.е.
для статически определимых механизмов
степень подвижности равна нулю. Для
рычажных механизмов
,
, то есть группы Ассура являются статически
определимыми.
20. Кинетостатический силовой анализ плоских рычажных механизмов аналитическим методом.
Кинетостатический метод расчета позволяет находить реакции в кинематических парах, а также определить уравновешивающую силу (или уравновешивающий момент пары сил). Под уравновешивающими силами понимают силы, приложенные к ведущим звеньям, которые уравновешивают систему всех внешних сил и пар сил и всех сил инерции и пар сил инерции. Если механизм имеет несколько степеней свободы, то для его равновесия необходимо столько уравновешивающих сил или пар сил, сколько имеется степеней свободы.
Задачей силового анализа рычажных механизмов является определение:
1) сил и пар сил, приложенных к механизму извне;
2) внутренних сил, действующих в кинематических парах;
3) уравновешивающей силы или уравновешивающего момента, которые надо приложить к начальному звену для обеспечения требуемого закона движения выходного звена.
Для кинетостатической определимости плоский механизм не должен иметь избыточных связей.
Сила взаимодействия двух соприкасающихся тел при отсутствии трения направлена по общей нормали к их поверхности.
.
Исходные данные для силового анализа
1) кинематическая схема;
2) массы и моменты инерции звеньев, положения центров масс звеньев;
3) закон движения механизма;
4) внешнее силовое нагружение.