题目
2-31 构架由杆AB,AC和DF组成,如-|||-图所示。杆DF上的销子E可在杆AC的光滑-|||-槽内滑动,不计各杆的重量,在水平杆DF的一-|||-端作用铅直力F。求铅直杆AB上铰链A D和B所受的力。-|||-y-|||-F-|||-o C-|||-D E F-|||-B-|||-x-|||-a a

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定受力分析
首先,对整个构架进行受力分析。由于不计各杆的重量,所以只考虑外力F和铰链处的约束力。销子E在光滑槽内滑动,所以销子E处的约束力方向垂直于槽的方向。
步骤 2:建立坐标系
建立直角坐标系,以A点为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴。这样可以方便地分解力和计算力矩。
步骤 3:对DF杆进行受力分析
DF杆受到外力F和销子E的约束力。由于销子E在光滑槽内滑动,所以销子E处的约束力方向垂直于槽的方向,即垂直于DF杆。因此,销子E处的约束力可以分解为水平方向和竖直方向的分力。
步骤 4:对AC杆进行受力分析
AC杆受到销子E的约束力和铰链A的约束力。由于销子E处的约束力已经确定,所以可以求出铰链A的约束力。
步骤 5:对AB杆进行受力分析
AB杆受到铰链A和B的约束力。由于铰链A的约束力已经确定,所以可以求出铰链B的约束力。
步骤 6:计算约束力
根据力的平衡条件,可以求出铰链A、D和B的约束力。具体计算过程如下:
- 对DF杆,由于销子E处的约束力垂直于DF杆,所以销子E处的约束力可以分解为水平方向和竖直方向的分力。由于DF杆受到外力F的作用,所以销子E处的约束力在水平方向上的分力为2F,在竖直方向上的分力为F。
- 对AC杆,由于销子E处的约束力已经确定,所以可以求出铰链A的约束力。根据力的平衡条件,铰链A的约束力在水平方向上的分力为-F,在竖直方向上的分力为-F。
- 对AB杆,由于铰链A的约束力已经确定,所以可以求出铰链B的约束力。根据力的平衡条件,铰链B的约束力在水平方向上的分力为-F,在竖直方向上的分力为0。
首先,对整个构架进行受力分析。由于不计各杆的重量,所以只考虑外力F和铰链处的约束力。销子E在光滑槽内滑动,所以销子E处的约束力方向垂直于槽的方向。
步骤 2:建立坐标系
建立直角坐标系,以A点为原点,水平方向为x轴,竖直方向为y轴。这样可以方便地分解力和计算力矩。
步骤 3:对DF杆进行受力分析
DF杆受到外力F和销子E的约束力。由于销子E在光滑槽内滑动,所以销子E处的约束力方向垂直于槽的方向,即垂直于DF杆。因此,销子E处的约束力可以分解为水平方向和竖直方向的分力。
步骤 4:对AC杆进行受力分析
AC杆受到销子E的约束力和铰链A的约束力。由于销子E处的约束力已经确定,所以可以求出铰链A的约束力。
步骤 5:对AB杆进行受力分析
AB杆受到铰链A和B的约束力。由于铰链A的约束力已经确定,所以可以求出铰链B的约束力。
步骤 6:计算约束力
根据力的平衡条件,可以求出铰链A、D和B的约束力。具体计算过程如下:
- 对DF杆,由于销子E处的约束力垂直于DF杆,所以销子E处的约束力可以分解为水平方向和竖直方向的分力。由于DF杆受到外力F的作用,所以销子E处的约束力在水平方向上的分力为2F,在竖直方向上的分力为F。
- 对AC杆,由于销子E处的约束力已经确定,所以可以求出铰链A的约束力。根据力的平衡条件,铰链A的约束力在水平方向上的分力为-F,在竖直方向上的分力为-F。
- 对AB杆,由于铰链A的约束力已经确定,所以可以求出铰链B的约束力。根据力的平衡条件,铰链B的约束力在水平方向上的分力为-F,在竖直方向上的分力为0。