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装订线 教师专业主任 授 课 教 案 课程名称工程力学基础编制日期 授课日期 第周星期 第 周 星期 第 周 星期 第 周 星期 章节及课题 3 刚体系与结构平衡 教学目的 1、了解刚化原理和静不定的基本含义; 2、掌握刚体系平衡问题的求解方法。 重点与难点 刚体系平衡问题的解法 教具准备 教学内容及教学过程 3 刚体系与结构平衡 3.1 刚体系的平衡 一、 刚化原理 以柔软的绳子为例,说明其是充分条件还是必要条件。 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要条件,而不是充分条件。 二、 静定与静不定问题 1、 静定问题刚体(系)的平衡问题求解时,未知量与平衡方程数相等。 2、 静不定问题否则,为静不定问题。 在讲解此问题时,尤其要注意刚体系的问题。 班 级 l 单个刚体的静定与静不定问题见教材P65图3-2 l 对于刚体系而言未知量的数目不多于平衡方程的数量为静定,否则为静不定。 请同学们判断上述构件哪些是静定,哪些是静不定 三、 体系的平衡 刚体系的平衡问题与前面讲的单一刚体的解法基本一致。这里要特别注意区分静定与静不定问题,对于后者,要在材料力学中才能求解(即根据边界条件)。 在求解刚体系的平衡问题时,使用方法是比较灵活的,注意要使用比较简单的方法求解问题。 下面通过举例来予以说明 例1 教材P6667例3-1 [解]在解决此问题时,注意教大家一个新的方法,即可以将刚体的边界扩大,在刚体上一些特定的点处列出平衡方程,如此题(a)。 例题2、如图所示的受力结构。 求A、D、E的约束力。 解题思路始终注意平面任意力系只能求解三个未知数,如果未知数的数目多于三个,则必须寻找其他构件为研究对象。 当然此题也可以利用其他方法(选取不同的研究对象)来解决此题。 例题3、如图所示,求固定端A和铰链支座C的约束力。 解同样,该题的解法也要注意,A、C两处有约束力(未知数)共4个,如果仅仅以整体为研究对象,则只能列三个方程,故必须从中选择一个局部为研究对象,比较好的是选择BC为研究对象,列,即可方便地求出C除的约束力,利用整体研究对象的三个方程,可以求出A处的约束力。 例题 载荷与尺寸如图所示。求A、B、D,E处的约束力。 分析在解此题是,注意利用二力构件,可以使问题达到简化。 解 1、取BD为研究对象,受力分析如图所示,显然该构件为二力构件,有 2、取DE为研究对象,受力图如图所示,有 3、取AB为研究对象,受力图如图所示,有 此处从略,请同学们自己思考,求出最后结果。 第 4 页 共 4 页
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