题目
如图,已知 q=3 kN/m,F=4 kN, M=2 kN·m。 CD=BD, AC=4 m,CE=EA=2 m。各杆件自重不计,试求A和B处的支座约束力。s.c='https:/wkpho.o.cdn.bcebos.com/50da81.b39dbb6fde8e0c1591924ab18972b3711.jpg' />
如图,已知 q=3 kN/m,F=4 kN, M=2 kN·m。 CD=BD, AC=4 m,CE=EA=2 m。各杆件自重不计,试求A和B处的支座约束力。![]()
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题目解答
答案
(1)取BC为研究对象,受力分析如图所示。
对C点求合力矩为零,计算出Fb=2.89kn
(2)取整体为研究对象,受力分析如图所示。
分析x方向上和y方向上的平衡方程,计算出:Fax=47.5kn;Fay=0.58kn.
同时对A点求合力偶矩平衡方程,计算出MA=-2KNM
解析
步骤 1:确定BC杆的受力情况
对BC杆进行受力分析,考虑力矩平衡。由于CD=BD,且各杆件自重不计,可以假设BC杆在C点受到的力为Fb,方向垂直于BC杆。对C点求合力矩为零,可以计算出Fb的大小。
步骤 2:计算Fb的大小
根据力矩平衡条件,对C点求合力矩为零,可以得到:
\[ Fb \times CD = q \times CE \times \frac{CE}{2} \]
代入已知数值,计算出Fb的大小。
步骤 3:确定整体的受力情况
对整体进行受力分析,考虑力的平衡。在x方向和y方向上分别求合力为零,可以计算出A点的水平和竖直方向的支座约束力Fax和Fay。同时,对A点求合力偶矩平衡方程,可以计算出MA的大小。
步骤 4:计算Fax、Fay和MA的大小
根据力的平衡条件,对整体在x方向和y方向上分别求合力为零,可以得到:
\[ Fax = F + Fb \times \cos(\theta) \]
\[ Fay = q \times AC \times \frac{AC}{2} - Fb \times \sin(\theta) \]
同时,对A点求合力偶矩平衡方程,可以得到:
\[ MA = M + F \times AC - Fb \times BD \times \sin(\theta) \]
代入已知数值,计算出Fax、Fay和MA的大小。
对BC杆进行受力分析,考虑力矩平衡。由于CD=BD,且各杆件自重不计,可以假设BC杆在C点受到的力为Fb,方向垂直于BC杆。对C点求合力矩为零,可以计算出Fb的大小。
步骤 2:计算Fb的大小
根据力矩平衡条件,对C点求合力矩为零,可以得到:
\[ Fb \times CD = q \times CE \times \frac{CE}{2} \]
代入已知数值,计算出Fb的大小。
步骤 3:确定整体的受力情况
对整体进行受力分析,考虑力的平衡。在x方向和y方向上分别求合力为零,可以计算出A点的水平和竖直方向的支座约束力Fax和Fay。同时,对A点求合力偶矩平衡方程,可以计算出MA的大小。
步骤 4:计算Fax、Fay和MA的大小
根据力的平衡条件,对整体在x方向和y方向上分别求合力为零,可以得到:
\[ Fax = F + Fb \times \cos(\theta) \]
\[ Fay = q \times AC \times \frac{AC}{2} - Fb \times \sin(\theta) \]
同时,对A点求合力偶矩平衡方程,可以得到:
\[ MA = M + F \times AC - Fb \times BD \times \sin(\theta) \]
代入已知数值,计算出Fax、Fay和MA的大小。