AutoCAD在力学中的应用.PDF

维普资讯 2006年 12月 陕 西 理 工 学 院 学 报 Dec．2oo6 第22卷第4期 JournalofShaanxiUniversityofTechnology Vo1．22 No．4 [文章编号]1673—2944(2006)04—0008—02 AutoCAD在力学中的应用 杨晓龙 ， 耶晓东 ， 刘争利 ， 张修义 (1．西安电子科技大学 机电工程学院， 陕西 西安 710071；2．陕西理工学院 电信系， 陕西 汉中 723003；· 3．陕西理工学院 电气系， 陕西 汉中 723003) [摘 要] 以手工作图为主的图解法是一种求解力系问题的常用方法，介绍此方法在 Auto— CAD环境之下，借助其强大的几何设计绘 图功能，方便、精确地做 出力的多边形，从而更好地 满足工程实际要求。 [关 键 词] 平面汇交力系；AutoCAD； 几何设计绘图 [中图分类号] TH123；TP391．72 [文献标识码] A 解析法与图解法 是理论力学中研究平面汇交力系时常用的两种方法。图解法虽然具有原理简 单、方法直观、作图迅速便捷的优点，但以往的手工作图过程使得其作图中的误差较大，设计精度较低， 不能满足当今工程实际所需的更高要求，因而其使用范围已大大减少。尽管图解法在很多工作场合中 已很少应用，但其独特的解题技巧是解析法所不能替代的。并且在计算机中解析法计算的准确性也需要 用图解法来加以验证。随着计算机技术的发展和AutoCAD应用的普及 ，使得高精度、快速的图解法 J 设计成为现实。 1 AutoCAD的几何设计绘图功能 众所周知，基于CAD技术的图解法，可以使处理过程变得简单、灵活，结果变得精确和可靠，描述过 程更加直观，例如 AutoCAD具有高度智能化、生动直观的交互界面和功能强大的图形处理功能。以 AutoCAD20042【为例，它的基本功能有：① 自动捕捉、自动跟踪和极轴功能；②图线尺寸方便而精确的 控制功能；③高数据精度；④几何图形数据库的开放性和可读性，方便的获取和交换图形数据信息功能； ⑤完成解析法难以完成的要求；⑥工程设计中，多用几何模型来讨论问题。在极端的情况下，甚至用试 制来敲定。主动利用几何设计功能，进行图形处理或制作应用程序，可使试制的工作量减少，因而产生 明显的经济效益；几何设计精确的结果数据，还可以提供 自建数学模型所达不到的精确结果，因而产生 明确的技术效益。 2 应用实例 我们以如图1(a)所示的一楔形连接装置…为例，求解未知力，说明其做法。已知： ：15。，楔块 A、B与c间的摩擦角都等于 =12。，忽略各楔块与固定面间的摩擦和各楔块的重量。如果在楔块 A 上作用一水平力Q：10kN，问作用在楔块c上的铅直力P最大等于多少而不致使楔块c下滑? 2．1 题 目分析 (1)若用解析法求解此问题，所列出的平衡方程较多，求解不方便、不直观，如果借助于图解法，用 摩擦角的概念来求解，此题就变得比较简单了。 (2)选楔块A为研究对象，它受水平力Q、支持面铅直反力尺 和楔块C对A作用的全约束反力尺： 共3个力作用。当力P达到欲求的最大值时，各楔块都处于平衡的临界状态。这时，c相对于A有沿斜 收稿 日期：2006—06—25 作者简介：杨晓龙(1976～)，男，陕西咸阳人，讲师，在读硕士研究生，主要研究方向为 CAD创新设计、人工智能、自然语 言理解。 维普资讯 第 4期 杨晓龙，耶晓东，刘争利 ，等 AutoCAD在力学中的应用 而向下滑动的趋势，则A相对于 C的滑动趋势沿斜面向上，因此 尺 的作用线与法线问的夹角偏向如 图l(b)所示的一方 。根据力的平衡条件，Q，R 和 尺 应组成封闭的力三角形。 (3)选楔块C为研究对象，它受铅直力P，楔块A对C的反力尺 ，楔块B对C的全约束反力R共 3个力作用。楔块C有向下滑动的趋