【结构力学课件】2 构造.ppt

§2-1 几何构造分析的几个概念 二、自由度（degree of freedom） 三、约束：对体系所加的几何学上的限制 一个链杆或一个支杆： 一个约束； 对体系的自由度没有影响； 四、几何可变体系的分类 1. 瞬变体系（instantaneously changeable system） 五、瞬铰（虚铰）（instantaneous hinge） 瞬铰 — 刚片的瞬时转动中心，两根链杆在某一瞬时的作用相当于其交点处的一个铰，该交点即为瞬铰。 无穷远处的瞬铰 三刚片用不共线的三个铰两两相连则组成无多余约束的几何不变体系。 两刚片用不全交于一点也不全平行的三链杆相连则组成无多余约束的几何不变体系 。 在一个体系上增加或拆去一个二元体对体系自由度无影响，即不改变体系的几何构造性质。 四、基本装配格式及装配途径 从基础出发进行装配 例2-1：分析图示体系的几何构造。 例2-2：分析图示体系的几何构造。 例2-3：分析图示体系的几何构造。 （体系＝部件＋约束＝部件＋非多余约束＋多余约束） 体系的自由度S = 各部件的自由度总和－非多余约束总数 计算自由度W= 各部件的自由度总和－所有几何约束总数 S－W = n（多余约束总数） 第2章 结构的几何构造分析 A B C D E F A B C D E F (Ⅰ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅱ) (Ⅱ,Ⅲ) 三刚片规则，几何瞬变体系 A B C D E F 三刚片规则，无多余约束的几何不变体系 A B C D E F (Ⅰ,Ⅲ) (Ⅰ, Ⅱ) (Ⅱ,Ⅲ) A B C D E F ? A B C D E F A B C D E F A B C D E F A B C D E F (Ⅱ,Ⅲ) A B C D E F (Ⅰ,Ⅱ) (Ⅱ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅱ) (Ⅱ,Ⅲ) (Ⅱ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅱ) 三刚片规则，几何瞬变体系 (Ⅰ,Ⅱ) 第2章 结构的几何构造分析 （×） （×） （×） （×） A B C D E F (Ⅱ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅲ) (Ⅰ, Ⅱ) 第2章 结构的几何构造分析 三铰不共线，体系为无多余约束的几何不变体系。 三铰不共线，体系为无多余约束的几何不变体系。 A B C D E F G H A B C D E F G H J K (Ⅰ,Ⅱ) (Ⅱ,Ⅲ) A B C D E F G H J K (Ⅰ,Ⅱ) (Ⅱ,Ⅲ) A B C D E F G (Ⅱ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅲ) 三刚片规则，无多余约束的几何不变体系 第2章 结构的几何构造分析 （×） 第2章 结构的几何构造分析 ※无穷瞬铰：P27例2-3 （a）三刚片规则，两个有限铰，一个无穷铰，可以等效为两刚片用三个链杆相连。 （b）三刚片规则，一个有限铰，两个无穷铰，若四杆不平行，为几何不变体系；若四杆平行不等长，为瞬变体系；若四杆平行等长，为常变体系。 （c）三刚片规则，三个无穷铰，若六杆等长，为常变体系；若六杆不等长，为瞬变体系。 A B C D E F A B C D E F Ⅱ,Ⅲ Ⅰ,Ⅲ Ⅰ,Ⅱ A B C D E F Ⅱ,Ⅲ Ⅰ,Ⅲ Ⅰ,Ⅱ 三刚片规则，几何常变体系 三刚片规则，无多余约束的几何不变体系 第2章 结构的几何构造分析 解：将刚片ABC 做等效变换，变换成三角形，并选择刚片如图b。刚片Ⅰ与基础Ⅲ之间由铰A相连，刚片Ⅱ与基础Ⅲ之间由铰B相连，刚片Ⅰ、刚片Ⅱ之间由链杆1、2组成的无穷远处的瞬铰相连，由于铰A与铰B的连线与链杆1、2平行等长，故该体系为常变体系。 第2章 结构的几何构造分析 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 2 1 4 3 6 5 ∞ 第2章 结构的几何构造分析 Ⅰ Ⅱ Ⅲ A (Ⅰ,Ⅲ) B (Ⅱ,Ⅲ) 1 2 ∞(Ⅰ,Ⅱ) 三铰不共线，无多余约束的几何不变体系。 三铰共线，体系为有多余约束的几何瞬变体系。 ∞ (Ⅱ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅲ) (Ⅰ,Ⅱ) 第2章 结构的几何构造分析 1 3 2 4 Ⅰ Ⅱ 先去掉二元体，矩形刚片Ⅰ与基础Ⅱ由4根链杆相连，所以原体系有一个约束的几何不变体系。 三铰不共线，体系为无多余约束的几何不变体系。 第2章 结构的几何构造分析 Ⅰ Ⅱ Ⅲ A、B、C三铰不共线，体系为无多余约束的几何不变体系。 从基础出发，依次增加二元体，体系为有一个多余约束的几何不变体系。 第2章 结构的几何构造分析 A B C A、B、C三铰不共线，体系为无多余约束的几何不变体系。 ? ? 两个多余约束的几何不变体系？…… （×） （√） 五、应注意的问题 1) 刚片必须是内部几何不变的部分。 不能把图a中的EFGD取作刚片（图b） 3) 判断多余约束的个数时，内部多余约束也应考虑在内。 2) 在得出结论时, 应写明