基于虚功原理的一类刚架结构受力分析.pdfVIP

第25卷第4期 常 州 工 学 院 学报 VO1．25 No．4 2012年8月 JournalofChangzhouInstituteofTechnology Aug．2012 基于虚功原理的一类刚架结构受力分析 鲍 四元 (苏州科技学院土木工程学院工程力学系，江苏 常州 215011) 摘要 对由4部分T形杆铰接组成的刚架静力平衡问题，直接求解存在较多的未知约束力，需 联立解方程组，过程较繁琐，虚功原理为这类刚架问题的求解提供了新的解法。在虚功原理法中， 由于铰链处点属于铰接的2部分，其虚位移有2种表示形式，可得结构各部分的瞬心位置，并得到 各 湮力 关键词 铰链 ；刚架；虚功原理；受力分析 中图分类号：O312．2 文献标志码 ：A 文章编号：1671—0436(2012)04—0010—03 AnalysisofRigidFrameSForceConditionBasedonVirtualW orkPrinciple BAO Si—yuan (CollegeofCivilEngineering，SuzhouUniversityofScienceandTechnology，Suzhou215011) Abstract Fortherigidbody systems staticequilibrium problemsincludingfourT—shaperodshinged eachother，htere aremanyunknownconstrained forcesby using thedirectmehtod．Itneedsequationsto solvetheproblem ，buttheprocessiscomplicated．Nevertheless，htemehtodofvirtualworkprincipleprovides anovelschemeinhteforceanalysisfortherigidflamestructure．Inthevirtualworkprinciplemethod，ashte hingepointbelongstohtetwohingedpart，therepresentationofhtevirtualdisplacementhastwoofrms，hten instantaneousvelocitycentreofeachpartsofhte structureislocated，na d then thesupportforcesareob— tained． Keywords hinge；rigidframe；virtualworkprinciple；forceanalysis 较多的方程和繁琐的数学运算，但如果应用分析力 0 引言 学中的虚功原理，会使解题过程大大简化。 虚功原理 I2是指物体在力系作用下处于平 1 问题的提出 衡状态，若物体由于其他原因产生符合约束条件 的微小连续虚位移，则外力在位移上所做的虚功 图 1所示结构 由BCDF、FHIL、GIJK和 恒等于物体 内力合力在虚位移上所做的内力 ADEG4部分相互铰接组成，铰链 D处作用一竖 虚功 ，可简写成：W(外力功)=Wi(内力功)。 向力P。求A处的约束力。 虚功原理的应用条件是力系应当满足平衡条 文献[1]提出桁架的代替杆法。文献 [5]认为 件，即力系是平衡的。 代替杆法是一种思维方式，并进一步提出刚架的代