2019年 结构几何组成分析 ppt课件.ppt

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1、飞机结构力学——电子教学教案西北工业大学航空学院航空结构工程系1书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析ConstructionAnalysisofStructures第一讲基本假定：不考虑材料的变形，即不考虑元件的变形。2书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏一、结构的几何特性对某一给定的受力系统，能否承受和传递外载荷，取决于该系统中元件之间的连接关系即系统的几何组成。受力系统的几何特性是指系统各元件之间不应发生相对的刚体位移以保证系统原来的几何形状。第二章结构的几何组成分析受力系统按照其几何形状的可变性，分为：（1）几何可变系

2、统（2）几何不变系统（3）几何瞬时可变系统3书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析几何可变系统(geometricallyunstablesystem)在一般荷载作用下，系统的几何形状及位置将发生改变的系统。机构4书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析几何不变系统(geometricallystablesystem)在任意荷载作用下，系统的几何形状及位置均保持不变的系统。不计材料弹性变形。结构5书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析瞬时几何可变系统(instantan

3、eouslyunstablesystem)原为几何可变，经微小位移后转化为几何不变的系统。在加载瞬间，力不能平衡，系统发生位移，几何可变。发生微小位移后，不能继续位移，几何不变。6书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析三种系统的比较几何可变系统特点：几何形状可任意改变下去；元件无应力，无弹性变形；不能承受载荷，不能作为受力系统。原因：元件或约束不足。7书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析三种系统的比较几何不变系统特点：几何形状发生微小的弹性变形；元件有应力，有弹性变形；能承受任意形式的载荷，可作为受力系

4、统。8书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析三种系统的比较瞬时几何可变系统特点：加载瞬间，几何可变，但几何形状不能任意改变下去；元件应力极大；不能作为受力系统。原因：元件或约束安排不合理。9书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析只有几何不变的系统，才是结构力学的研究对象。几何组成分析的目的(1)判断系统是否为几何不变，以决定其能否作为结构使用；(2)掌握几何不变结构的组成规律，以便设计出合理的结构；(3)区分静定结构或静不定结构，以确定不同的计算方法。10书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收

5、藏第二章结构的几何组成分析二、几何特性判断的运动学方法将组成系统的元件分为两部分：一部分看作自由体，计算其自由度，另一部分看作起约束作用的元件，计算其约束。如果系统没有足够的约束去消除系统的自由度，则该系统就无法保持其原有的几何形状。通过研究系统的“自由度”和“约束”，判断系统几何特性的方法，称之为运动学方法。11书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析2.1平面系统的自由度(N)(degreeoffreedomofplanarsystem)自由度--确定物体位置所需要的独立坐标数目N=2xy平面内一点或系统运动时可独立改变的几何参数数目12书

6、山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析AxyB平面刚体——刚片N=3推算：平面杆件N＝313书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏第二章结构的几何组成分析空间内的一点有几个自由度？空间刚体有几个自由度？N=3N=6思考？空间内的一根杆N＝？N=514书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏2.2约束(C)(constraint)一根链杆为一个约束C＝1平面刚体——刚片N=3N=2第二章结构的几何组成分析约束--减少自由度的装置。减少多少个自由度，约束数就是多少。曲杆，C=115书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享

7、，敬请收藏1个单铰=2个约束单铰联后N=4xyαβ两个自由刚片共有6个自由度铰第二章结构的几何组成分析16书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏两刚片用两链杆连接xyBAC两相交链杆构成一虚铰，起2个约束N=4第二章结构的几何组成分析17书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏1连接m个刚片的复铰=(m-1)个单铰N=5复铰等于多少个单铰？复铰：连接两个以上刚片的铰第二章结构的几何组成分析18书山有路勤为径●▂●学海无涯苦作舟专业分享，敬请收藏ABA单刚