飞机结构力学2008电子教案2-2.ppt

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1、飞机结构力学-电子教案西北工业大学航空学院航空结构工程系2008第二章结构的几何组成分析ConstructionAnalysisofStructures第二讲组成规则及组成分析三刚片规则：三个刚片用不共线的三个单铰（实铰或虚铰）两两相连，组成无多余约束的几何不变体系。三、几何不变体的组成规则三角形——基本出发点。例如三铰拱大地、AC、BC为刚片;A、B、C为单铰无多余约束的几何不变体二元体---用不共线上的两根链杆连结一个新结点的装置。二元体规则：在一个体系上增加或拆除二元体，不改变原体系的几何构造性质。

2、减二元体简化分析加二元体组成结构如何减二元体？二刚片规则：两个刚片用一个铰和一根不通过此铰的链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。虚铰---联结两个刚片的两根相交链杆的作用，相当于在其交点处的一个单铰，这种铰称为虚铰（瞬铰）。EF二刚片规则：两个刚片用三根不全平行也不交于同一点的链杆相联，组成无多余约束的几何不变体系。IIIIIIOO是虚铰吗？有二刚片吗？是什么体系？O不是有无多不变试分析图示体系的几何组成。有虚铰吗？有二元体吗？是什么体系？无多余约束的几何不变体没有有ABCP加载瞬间，不能平衡瞬变体系

3、瞬变体系的判断：C1微小位移后，不能继续位移三刚片用三个共线的铰相连，则系统瞬变。三刚片用三个共线的虚铰相连，则系统瞬变。三刚片用三个铰(无论实铰或虚铰)相连，若三铰共线(无论在有限远处或无限远处)，则系统瞬变。瞬变系统的其它几种情况：可变体系瞬变体系静定结构几何组成与静定性的关系FFBFAyFAx无多余约束的几何不变。如何求支座反力?FFBFAyFAxFC超静定结构有多余约束几何不变。能否求全部反力?不可作结构体系几何不变体系几何可变体系几何瞬变体系有多余约束无多余约束可作为结构静定结构超静定结构小结分

4、析示例加、减二元体去支座后再分析瞬变体系加、减二元体无多余约束几何不变找虚铰无多几何不变行吗？它可变吗？找刚片、找虚铰无穷行吗？ⅠⅡⅢO13O12O23无多几何不变瞬变体系DEFG找刚片无多几何不变DEFG唯一吗？如何变静定？ABCDE几何可变吗？有多余约束吗？f＝1几何瞬变如何才能几何不变呢？ABCDE变为竖向加减二元体无多不变结论与讨论当计算f<0时，体系一定是可变的。但f≥0仅是体系几何不变的必要条件。分析一个体系可变性时，应注意刚体形状可任意改换。按照找大刚体（或刚片）、减二元体、去支座分析内部可

5、变性等，使体系得到最大限度简化后，再应用三角形规则分析。超静定结构可通过合理地减少多余约束使其变成静定结构。正确区分静定、超静定，正确判定超静定结构的多余约束数十分重要。结构的组装顺序和受力分析次序密切相关。(a)一铰无穷远情况几何不变体系三刚片虚铰在无穷远处的讨论不平行几何瞬变体系平行几何可变体系平行等长四杆不全平行几何不变体系(b)两铰无穷远情况四杆全平行几何瞬变体系四杆平行等长几何可变体系三铰无穷远如何？请大家自行分析!关于空间桁架系统组成桁架的杆件不在一个平面内。组成规则：用三根全不共面的杆连接一

6、个空间结点，组成无多余约束的几何不变体。关于空间刚体组成规则：用6根不共轴(含无穷远处即平行)的杆连接两个空间刚体，组成无多余约束的几何不变体。否则，系统瞬变或可变。例1：杆1、2、3共上平面，杆4、5、6共下平面，此两平面平行，刚体A和刚体B可任意上下运动,故此系统为无多余约束的几何可变系统。缺少竖向约束。推论：组成规则：用6根不共轴(含无穷远处即平行)的杆将一个空间刚体固定于基础上，组成无多余约束的几何不变体。否则，系统瞬变或可变。例2：某机翼的固定杆1、杆2、杆3共面，杆4、杆6共面，此两平面有一交

7、线AA，而杆5与AA轴平行，在无穷远处相交。6杆共轴，整个机翼将绕AA轴转动，故此系统为无多余约束的几何可变系统。如何变为几何不变呢？将原杆4沿x方向布置成杆，这时杆和杆6仍在同一平面，与杆1、2、3所在平面的交线仍为AA，6杆仍共轴。但机翼绕此轴发生微小转动后，杆就会起约束作用了，此系统变为无多余约束的几何瞬变系统。方案一：将杆4沿y方向布置成杆，这时杆和杆6所在平面与杆1、2、3所在平面的交线为A1A1，而杆5与A1A1轴不平行也不相交。6杆不共轴，此系统变为无多余约束的几何不变系统。方案二：其它分析

8、方法静力学方法（零载法）第二章介绍（作为自学内容）