Розв’язання. 1. Розглянемо рівновагу блока (рис
1. Розглянемо рівновагу блока (рис. С4.2). Оскільки силами тертя на осі блока нехтуємо, то
, (1)
де – натяг троса.
Рис. С4.2 Рис. С4.3
| 2. Розглядаємо рівновагу барабана (рис. С4.3). Під дією сил барабан буде обертатись проти годинникової стрілки. Швидкість точки контакту барабана і гальмівної колодки буде направлена так, як показано на рис. С4.3. Отже сила тертя повинна бути напрямлена в сторону, протилежну швидкості.
В граничному стані барабан буде знаходитись в рівновазі. Складемо рівняння рівноваги у вигляді
,
. (2)
Звідки, з врахуванням (1), –
.
На основі закону Амонтона-Кулона
.
Складаємо рівняння рівноваги
, (3)
. (4)
З рівняння (3)
.
З рівняння (4)
.
Рис. С4.4
| 3. Розглядаємо рівновагу балки АВ (рис. С4.4). Згідно з III законом Ньютона
Складаємо рівняння рівноваги:
. (5)
Звідки, підставивши числові значення, отримаємо
.
На основі рівнянь рівноваги
(6)
, (7)
знаходимо
,
.
Рис. С4.5
| 4. Для перевірки правильності визначення опорних реакцій розглядаємо рівновагу всієї системи (рис. С4.5).
Увага!
1. Коли розглядаємо рівновагу всієї системи, сили , , та будуть внутрішніми, тому на схемі їх не показуємо і в рівняння рівноваги вони не ввійдуть.
2. Оскільки реакція блока не відома, то його відкидаємо і дію вантажу і блока замінюємо силою .
Складаємо рівняння рівноваги:
Опорні реакції обчислені вірно. Обчислюємо модулі реакцій і :
,
кН.
Відповідь: кН; кН; кН.
Розглянемо використання прикладного математичного пакета серії Mathcad. Для розв’язку задачі скористаємось операторами Given та Find.
1. Задаємо вихідні дані та обнуляємо значення шуканих реакцій. Розмірності сил задано в кН, моменту – в кН×м, величина кута a – в рад, відстані – в м.
Q:=16 a:=0.4 e:=0.06 f:=0.38
G:=3.2 b:=0.6 R:=1 a:=36×p¸180
P:=0 T:=Q Ff:=0 N:=O RAx:=0 RAy:=0
RA:=0 RO:=0 ROx:=0 ROy:=0
2. Записуємо систему рівнянь рівноваги.
Given
Ff – f×N = 0
Q×R + T×1.2×R – Ff×1.6×R = 0
ROx + Ff×sin(a) – N×cos(a) – T×sin(a) = 0
ROy – G – Q + T×cos(a) – Ff×cos(a) – N×sin(a) = 0
P×sin(a)×(a + b) – N×b – Ff×e = 0
RAx + N×cos(a) – Ff×sin(a) – P×cos(p/2 – 2×a) = 0
RAy + N×sin(a) + Ff×cos(a) + P×sin(p/2 – 2×a) = 0
3. Розв’язок системи рівнянь –
D:=Find(Ff, N, RAx, RAy, P, ROx, ROy)
4. Перевірка правильності визначення опорних реакцій.
D05 – T×sin(a) + D02 – D04×sin(2×a) = –5.684 ´ 10-14
D06 + T×cos(a) – Q – G + D03 + D04×cos(2×a) = 2.842 ´ 10-14
5. Визначимо рівнодійні реакцій в опорах А та O –
Величини опорних реакцій, отриманих за допомогою Mathcad, збігаються з результатами аналітичного розв’язку.
ДОДАТКИ
Дата добавления: 2015-09-27 | Просмотры: 459 | Нарушение авторских прав
|