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工程力学中物体系统平衡问题求解的分析与启示

2020-08-19罗啸峰

成长 2020年9期

罗啸峰

摘 要:在高等职业院校机械类专业工程力学课程学习中,物体系统平衡问题求解,需要建立在全盘分析基础上,确定出具体的解题方向,找出解决问题的突破口,在建立不同思考角度而完成的多种求解方法的基础上,进行比较、归纳和总结,不断挑战和完善自己。

关键词:物体系统平衡求解;通盘分析;解题方向;分析比较

在高等职业院校机械类专业工程力学课程学习中,物体系统平衡问题求解是工程力学课程学习的基础,也是重点之一。如果不能准确有效的求解出未知力,则物体的结构设计、强度计算就是空谈。

在多年的教学实践中,发现同学们对单一研究对象受力分析及求解的问题不大,但对于多个物体组成的物体系统平衡问题求解,常常就表现得比较茫然无措、无从下手。如果去认真剖析和总结,其实仍然是有规律可循的。

1 通盘分析,找突破口

针对一个物体系统平衡问题进行求解时,首先应对其进行通盘考虑,明确其中哪些杆件是二力杆[1],非二力杆的杆件,根据其受力和约束情况,准确判断出杆件受多少个力的作用,结合约束反力的规定,确定出杆件未知量的数量。例如一折叠式简易起重机,如图1所示。

该机构中,CH、HK为二力杆,EH为挂接虚杆,起到保持CHK共线的作用,BP受三个力作用,受力分析图中,B点两个未知量,K点一个未知量,P点为已知力,故BP杆为第一个可直接求解的杆件,B点约束反力求解后,AB和CD杆各受三个力作用,但未知量都有四个,由于CD与AB在C点为作用与反作用关系,所以两个杆实际共六个未知量,可联立求解出所有未知量,题目求解完毕。……

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