1. Главная
  2. Библиотека
  3. Теоретическая механика
  4. Жёсткая рама закреплена в точке ( mathbf{A} ) шарнирно,...
Решение задачи на тему

Жёсткая рама закреплена в точке ( mathbf{A} ) шарнирно, а в точке B прикреплена к шарнирной опоре на катках. В точке ( C ) к раме привязан трос, перекинутый через 6лок и несущий на конце груз весом ( mathbf{P}=25 mathrm{kH} ). На раму действует пара сил с

  • Теоретическая механика
  • #Статика и устойчивость механических систем
Жёсткая рама закреплена в точке ( mathbf{A} ) шарнирно, а в точке B прикреплена к шарнирной опоре на катках. В точке ( C ) к раме привязан трос, перекинутый через 6лок и несущий на конце груз весом ( mathbf{P}=25 mathrm{kH} ). На раму действует пара сил с

Условие:

Жёсткая рама закреплена в точке $\mathbf{A}$ шарнирно, а в точке B прикреплена к шарнирной опоре на катках. В точке $C$ к раме привязан трос, перекинутый через 6лок и несущий на конце груз весом $\mathbf{P}=25 \mathrm{kH}$. На раму действует пара сил с моментом $M=10$ кHм и две силы $F{1}=30 \mathrm{kH}$ и $F{2}=10 \mathrm{kH}$, углы $a{1}=45^{\circ}$ и $a{2}=45^{\circ}$

Определить реакции связей в точках $A$, $B$, вызываемые действующими нагрузками. При расчётах принять $a=0.2$ м.

Решение:
Освобождаясь от связей (опор А и B), прикладываем к раме реакции связей $\mathrm{R}{\mathrm{B}}$, $X{A}$ и $Y_{A}$. На раму действует произвольная плоская система сил $\{\mathrm{F}<$ sub> gt;1</$ sub>, F<sub>2</sub>, $P$, R<sub>B</sub>, X<sub>A</sub>, Y<sub>A</sub>\} и пара с моментом М. Для определения реакций связей необходимо составить три уравнения

равновесия:
1) $\left.\left.\sum{i=1}^{n} F{i x}=0 ; 2\right) \sum{i=1}^{n} F{i y}=0 ; 3\right) \sum{i=1}^{n} M{A}\left(\bar{F}_{i}\right)=0$.

Определите моменты всех приложенных к раме сил относительно точки А. Ответ записать в виде десятичного числа сточностью до двух знаков после точки.
$
M{A}(P)=\square ; \quad M{A}\left(F{1}\right)=\square ; \quad M{A}\left(F_{2}\right)=\square .
$

Из составленных вами уравнений равновесия определите реакции связей.
$
\mathrm{X}{\mathrm{A}}=\square \mathrm{kH} ; \quad \mathrm{Y}{\mathrm{A}}=\square \mathrm{kH} ; \quad \mathrm{R}_{\mathrm{B}}=\square \mathrm{kH} .
$

Решение:

Для решения задачи, начнем с определения моментов всех приложенных сил относительно точки $A$.

Шаг 1: Определение моментов сил относительно точки $A$


1. Момент груза $P$:
Груз $P = 25 \, \text{kH}$ действует вертикально вниз. Расстояние от точки $A$ до точки $C$ (где прикреплен трос) равно $a = 0.2 \, \text{м}$.
$
M_{A}(P) = P \cdot a = 25 \, \text{kH} \cdot 0.2 \, \text{м} = 5 \, \text{kH} \cdot \text{м}
$

2. Момент силы $F_1$:
Сила $F1 = 30 \, \text{kH}$ направлена под углом $a1 = 45^{\circ}$. Для определения момента относительно точки $A$ нужно найти горизонтальную и вертикальную составляющие силы:
$
F{1x} = F1 \cdot \cos(a_1) = 30 \cdot \cos(45^{\circ}) = 30 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 21.21 \, \text{kH}
$
$
F{1y} = F1 \cdot \sin(a_1) = 30 \cdot \sin(45^{\circ}) = 30 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 21.21 \, \text{kH}
$
Момент силы $F_1$ относительно точки $A$ будет равен:
$
M{A}(F1) = F_{1y} \cdot a = 21.21 \, \text{kH} \cdot 0.2 \, \text{м} \approx 4.24 \, \text{kH} \cdot \text{м}
$

3. Мом...: Сила $F2 = 45^{\circ}$: $ F2 \cdot \cos(a_2) = 10 \cdot \cos(45^{\circ}) = 10 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 7.07 \, \text{kH} $ $ F2 \cdot \sin(a_2) = 10 \cdot \sin(45^{\circ}) = 10 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} \approx 7.07 \, \text{kH} $ Момент силы $F_2$ относительно точки $A$: $ M2) = F_{2y} \cdot a = 7.07 \, \text{kH} \cdot 0.2 \, \text{м} \approx 1.41 \, \text{kH} \cdot \text{м} $
MA(FA(F2)=1.41 M{A}(F{A}(F_{2}) = 1.41

Теперь составим уравнения равновесия:

  1. :

    FAF2xRB=0 \sum FA - F{2x} - R_B = 0
    Подставим значения:
    XB=0(1) XB = 0 \quad (1)

  2. :

    FA+R1yF2y=0 \sum FA + R{1y} - F_{2y} = 0
    Подставим значения:
    YB2521.217.07=0(2) YB - 25 - 21.21 - 7.07 = 0 \quad (2)

  3. :

    MA(P)M1)M2)+RBd=0 \sum MA(P) - M1) - M2) + R_B \cdot d = 0
    Здесь dd - расстояние от точки AA до точки BB. Предположим, что d=0.2мd = 0.2 \, \text{м} (если не указано иное):
    10+5+4.24+1.41+RB0.2=0(3) -10 + 5 + 4.24 + 1.41 + R_B \cdot 0.2 = 0 \quad (3)

Теперь решим систему уравнений (1), (2), (3):

  1. Из уравнения (3):

    RB0.2=0.65RB=3.25kH RB \cdot 0.2 = -0.65 \Rightarrow R_B = -3.25 \, \text{kH}

  2. Подставим RBR_B в уравнение (1):

    XA=21.21+7.073.25=25.03kH XA = 21.21 + 7.07 - 3.25 = 25.03 \, \text{kH}

  3. Подставим RBR_B в уравнение (2):

    YA=25+21.21+7.07=53.28kH YA = 25 + 21.21 + 7.07 = 53.28 \, \text{kH}

XA=53.28kH;RB=3.25kH XA = 53.28 \, \text{kH} ; \quad R_B = -3.25 \, \text{kH}

Выбери предмет