题目
3-26 图 3-26a 所示结构由直角弯杆DAB与直杆BC、CD铰链而成,并在A处与B处-|||-用固定铰支座和可动铰支座固定。杆DC受均布载荷q的作用,杆BC受矩为 =q(a)^2 的力-|||-偶作用。不计各构件的自重。求铰链D受力。-|||-D Ⅱ111 C-|||-M-|||-A-|||-B-|||-a-|||-(a)

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查静力学中平面任意力系的平衡问题,涉及多构件组合结构的受力分析与计算。需要综合运用支座反力求解、二力杆性质、力系平衡方程等知识点。
解题核心思路:
- 整体法:先取整体为研究对象,利用平面任意力系的平衡方程求支座反力。
- 局部法:再分别分析杆CD和直角弯杆DAB的受力,逐步求解未知力。
- 合成法:最后将D点的分力合成,得到最终结果。
破题关键点:
- 正确绘制受力图,明确各构件的约束类型和载荷分布。
- 均布载荷转换为集中力,注意作用点位置。
- 灵活选择矩心简化力矩平衡方程。
步骤(1):求支座反力
整体受力分析(图3-26b)
- 水平方向平衡:
$\sum F_x = 0 \implies F_{Ax} = 0$ - 取B点为矩心,列力矩平衡方程:
$\sum M_B = 0 \implies F_{Ay} \cdot a - M - \frac{1}{2} q a^2 = 0$
代入 $M = q a^2$,得:
$F_{Ay} = \frac{q a}{2}$
步骤(2):分析杆CD
杆CD受力分析(图3-26c)
- 杆CD为二力杆,受力沿轴线方向。
- 垂直方向平衡:
$F_{By} = F_{Ay} = \frac{q a}{2}$
步骤(3):分析直角弯杆DAB
直角弯杆DAB受力分析(图3-26d)
- 取A点为矩心,列力矩平衡方程:
$\sum M_A = 0 \implies F_{Dx} \cdot a - F_{By} \cdot a = 0$
代入 $F_{By} = \frac{q a}{2}$,得:
$F_{Dx} = \frac{q a}{2}$ - 合成D点的合力:
$F_D = \sqrt{F_{Dx}^2 + F_{Dy}^2} = \sqrt{\left(\frac{q a}{2}\right)^2 + \left(\frac{q a}{2}\right)^2} = \frac{\sqrt{5} q a}{2}$