Résolution de problèmes statiques peuvent être complicated- chaque problème nécessite une liste d'éléments à comptabiliser et équations pour créer et résoudre. Résoudre les problèmes de statique avec la facilité en utilisant cette liste:
Dessinez un diagramme du corps libre de l'ensemble du système.
En plus de dimensions et les angles, vous devez inclure quatre grandes catégories d'objets sur un diagramme de libre-corps correctement construit:
Charges externes appliquées
Charges internes révélées
Réactions de soutien
Poids propre
Écrire des équations d'équilibre pour calculer autant de réactions de soutien inconnue que possible.
Pour résoudre pour les forces internes, identifier le type de structure et écrire vos équations d'équilibre.
Après avoir identifié le type de structure, vous savez alors la technique à utiliser pour vous aider à écrire vos équations d'équilibre:
Fermes / membres axiales: Les membres sont chargés avec les forces axiales interne seulement. Pour résoudre, vous pouvez utiliser la méthode de joints ou de la méthode des sections.
Poutres (flexion membres): Les membres sont chargés avec les forces axiales internes, les forces de cisaillement et des moments. Pour résoudre, couper le membre à l'endroit désiré, dessiner un nouveau diagramme du corps libre de la section de coupe, et écrire des équations d'équilibre.
Cadres / machines: Les membres sont chargés avec les forces axiales internes, les forces de cisaillement et des moments. Pour résoudre, utilisez le coup-it-all-dehors approche de briser la structure en petits morceaux. Rechercher des charnières internes comme des lieux communs pour séparer votre structure et tracer des diagrammes du corps libre à résoudre pour les forces de broches de raccordement.
Structures du câble: Les membres sont construits à partir de câbles chargés axialement. Identifier le type de câble de chargement (concentré, parabolique / uniforme ou caténaire). Calculer la tension du câble à l'emplacement de l'affaissement maximale connue (ou vice versa).
Les surfaces immergées: Les membres sont soumis à la pression du fluide. Pour résoudre, tracer un diagramme du corps libre du diagramme de pression hydrostatique qui est nulle à la surface fluide et augmente linéairement avec la profondeur. Inclure le poids du fluide sur des objets avec des faces non-verticales.
Statique: Informatique pressions de surface immergée
Lorsque vous travaillez problèmes de surface immergée en statique, rappelez-vous que toutes les surfaces immergées ont un fluide agissant sur eux, causant la pression. Vous devez calculer deux pressions: la résultante de la pression hydrostatique et le poids de l'auto fluide.
Hydrostatique résultante de la pression: La résultante de la pression hydrostatique agit horizontalement à 0,333z (z est la profondeur du fluide) à partir du bas de la distribution de pression.
Fluide poids de l'auto: Le poids propre de fluide est
agissant à la baisse barycentre (centre géométrique) de la zone de fluide.
Le calcul d'une région ou centre de la zone de charge: Centroïdes
La barycentre ou centre de la zone d'une région géométrique est le centre géométrique de la forme d'un objet. Centroid calculs sont très fréquents en statique, si vous êtes à calculer la position de la résultante d'une charge répartie ou de déterminer le centre d'un objet de masse. Pour calculer le centre de la zone d'une région (ou charge répartie), vous pouvez calculer le X-coordonner (et les autres coordonnées de manière similaire) à partir des équations suivantes:
Pour les régions discrètes: Vous pouvez rompre régions discrètes dans des formes simples comme des triangles, des rectangles, des cercles, et ainsi de suite.
Pour les formes discrètes, créant un tableau simple comme celui qui suit pour chaque coordonner peut être utile. Vous pouvez créer autant de lignes que vous avez besoin pour autant de régions que vous avez.
Exemple de tableau de calcul des centres de gravité pour les régions discrètes | Xje | UNje | XjeUNje |
|---|
| Région 1 | x distance pour la Région 1 | Zone de la Région 1 | Produit de xje et Aje |
| TOTAUX | ----------------- | Une somme de tousje rangées | Somme de toutes les xjeUNje rangées |
Statique: développement de cisaillement et le moment Diagrammes
Cisaillement et de moment diagrammes sont un outil de la statique que les ingénieurs créent pour déterminer la force de cisaillement interne et des moments où au sein d'un objet. Commencez par repérer les points critiques, puis dessiner le schéma de cisaillement.
Démarrer et arrêter de structure (extrémités)
Forces concentrées
Moments concentrés
Démarrer et arrêter des charges réparties
Charnières intérieures
Emplacements de soutien
Points de cisaillement zéro (V = 0) - pour un moment diagrammes seulement.
Les caractéristiques importantes à retenir lors de l'élaboration du schéma:
Forces concentrées provoquent un saut instantané en cisaillement.
Moments concentrées provoquent un saut instant moment.
Ordre des augmentations de charge de cisaillement en moment (qui est, 1er schéma de commande de charge, 2e ordre cisaillement, 3ème moment d'ordre).
La pente de la courbe de moment est égale à la valeur de cisaillement.
Si la zone de charge est positive, le changement de cisaillement est positif. Si la zone de cisaillement est positive, le changement de moment est positif.
Formules vectorielles cartésiennes pour résoudre les problèmes Statique
Dans de nombreux problèmes statiques, vous devez être en mesure de créer rapidement et efficacement des vecteurs dans le plan cartésien. Heureusement, vous pouvez réaliser vos créations vectorielles cartésiennes facilement avec les formules de vecteurs à portée de main dans cette liste:
Vecteurs de la Force et les vecteurs de distance sont les vecteurs les plus élémentaires que vous traitez.
Statique: Comment calculer Moment d'une force
En statique, moments sont des effets (d'une force) qui provoquent la rotation. Lors du calcul de l'équilibre, vous devez être en mesure de calculer un moment pour chaque force sur votre diagramme du corps libre. Pour déterminer le moment où une force de, vous utilisez l'un des deux calculs différents, comme vous pouvez le voir dans la liste suivante.
Calcul scalaire (deux dimensions): Pour calculer le moment autour d'un point O dans les calculs scalaires, vous avez besoin de l'ampleur de la force et de la distance perpendiculaire à partir du point O à la ligne d'action de la Force F.
Calcul vectoriel (pour deux ou trois dimensions): Pour calculer le vecteur moment sur un Point O dans les calculs vectoriels, vous devez déterminer la Force F sous forme de vecteur cartésien et le vecteur de position du point O à la ligne d'action de la Force F.
A propos Auteur
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