题目
1-4 已知:如图所示结构,a, =Fa, _(1)=(F)_(2)=F, 求:A,D处约束力.-|||-F2 F1-|||-a a+a+2a-|||-B-|||-A M-|||-D

题目解答
答案

解析
步骤 1:分析BC杆的受力情况
以BC为研究对象,受力如图所示。根据力矩平衡条件,有:
$$\sum {M}_{B}=0$$
$${F}_{Q}\cdot 2a-{F}_{1}a-M=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{Q}\cdot 2a-Fa-Fa=0$$
$${F}_{Q}=F$$
根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{y}=0$$
$${F}_{浮}+{F}_{Q}-{F}_{1}=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{浮}+F-F=0$$
$${F}_{浮}=0$$
步骤 2:分析AB杆的受力情况
以AB为研究对象,受力如图所示。根据力矩平衡条件,有:
$$\sum {M}_{A}=0$$
$${F}_{{A}_{1}}\cdot 2a-{F}_{{B}_{x}}'\cdot 2a-{F}_{2}a=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{{A}_{1}}\cdot 2a-{F}_{{B}_{x}}'\cdot 2a-Fa=0$$
$${F}_{{A}_{1}}-{F}_{{B}_{x}}'=\dfrac {1}{2}F$$
根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{y}=0$$
$${F}_{浮}-{F}_{圆}-{F}_{2}=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{浮}-{F}_{圆}-F=0$$
$${F}_{浮}=F$$
步骤 3:分析BC杆的受力情况
以BC为研究对象,受力如图所示。根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{x}=0$$
$${F}_{\alpha }+{F}_{B\alpha }=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{\alpha }+{F}_{B\alpha }=0$$
$${F}_{G}=-\dfrac {1}{2}F$$
步骤 4:分析CD杆的受力情况
以CD为研究对象,受力如图所示。根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{x}=0$$
$${F}_{{D}_{x}}-{F}_{{C}_{x}}^{1}=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{{D}_{x}}-{F}_{{C}_{x}}^{1}=0$$
$${F}_{Dx}=-\dfrac {1}{2}P$$
根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{y}=0$$
$${F}_{D}-{F}_{Q}'=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{D}-{F}_{Q}'=0$$
$${F}_{2N}=F$$
根据力矩平衡条件,有:
$$IMD=0$$
$${M}_{D}+{F}_{a}'2a+{F}_{a}'2a=0$$
代入已知条件,得到:
$${M}_{D}+{F}_{a}'2a+{F}_{a}'2a=0$$
$${M}_{D}=-FQ$$
以BC为研究对象,受力如图所示。根据力矩平衡条件,有:
$$\sum {M}_{B}=0$$
$${F}_{Q}\cdot 2a-{F}_{1}a-M=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{Q}\cdot 2a-Fa-Fa=0$$
$${F}_{Q}=F$$
根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{y}=0$$
$${F}_{浮}+{F}_{Q}-{F}_{1}=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{浮}+F-F=0$$
$${F}_{浮}=0$$
步骤 2:分析AB杆的受力情况
以AB为研究对象,受力如图所示。根据力矩平衡条件,有:
$$\sum {M}_{A}=0$$
$${F}_{{A}_{1}}\cdot 2a-{F}_{{B}_{x}}'\cdot 2a-{F}_{2}a=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{{A}_{1}}\cdot 2a-{F}_{{B}_{x}}'\cdot 2a-Fa=0$$
$${F}_{{A}_{1}}-{F}_{{B}_{x}}'=\dfrac {1}{2}F$$
根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{y}=0$$
$${F}_{浮}-{F}_{圆}-{F}_{2}=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{浮}-{F}_{圆}-F=0$$
$${F}_{浮}=F$$
步骤 3:分析BC杆的受力情况
以BC为研究对象,受力如图所示。根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{x}=0$$
$${F}_{\alpha }+{F}_{B\alpha }=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{\alpha }+{F}_{B\alpha }=0$$
$${F}_{G}=-\dfrac {1}{2}F$$
步骤 4:分析CD杆的受力情况
以CD为研究对象,受力如图所示。根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{x}=0$$
$${F}_{{D}_{x}}-{F}_{{C}_{x}}^{1}=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{{D}_{x}}-{F}_{{C}_{x}}^{1}=0$$
$${F}_{Dx}=-\dfrac {1}{2}P$$
根据力的平衡条件,有:
$$\sum {F}_{y}=0$$
$${F}_{D}-{F}_{Q}'=0$$
代入已知条件,得到:
$${F}_{D}-{F}_{Q}'=0$$
$${F}_{2N}=F$$
根据力矩平衡条件,有:
$$IMD=0$$
$${M}_{D}+{F}_{a}'2a+{F}_{a}'2a=0$$
代入已知条件,得到:
$${M}_{D}+{F}_{a}'2a+{F}_{a}'2a=0$$
$${M}_{D}=-FQ$$