(1)刚片:平面体系中不变形的刚体。
(2)自由度:是指体系可能存在的运动方式的数目,即运动时的自由程度。也可以说是确定体系位置所需的独立坐标数。
(3)约束:可减少平面体系运动自由度的装置。
常见的约束装置有:链杆和铰。
①链杆:是指仅在两端用铰与别的部件相连的刚性杆。
②铰:
a.按照连接刚片的数目,可分为单铰和复铰。
单铰:仅连接两个刚片的铰。平面内的一个单铰为两个约束,可减少两个自由度。
复铰:连接三个或三个以上刚片的铰。平面内一个连接n(n ≥3)个刚片的复铰相当于(n-1)个单铰,可减少2(n-1)个自由度。
b.按照构成铰的不同方式,可分为实铰和虚铰。
实铰:由两根链杆直接交于一点形成的铰。如图2-1(a)中的铰A。
虚铰:由两根链杆的延长线相交于一点而形成的铰。如图2-1(b)中的铰B。
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图2-1
【注意】 在进行几何构造分析时,虚铰和实铰具有同等作用。由两根链杆相交形成的铰,要求这两根链杆连接的是同一组刚片,且每根链杆不能重复使用。如图2-1(c)所示,由链杆1、2相交形成铰A,而链杆3和4相交形成的B 并不是铰,因为链杆3、4分别连接两组不同的刚片。
(4)计算自由度:
通用公式:W=3m-(2h+r)
式中,m 为刚片数;h为单铰数(复铰可换算成单铰);r为链杆数。
对于纯铰接杆系:W=2j-(b+r)
式中,j为铰结点数;b为铰接杆件数;r为支座链杆数。
平面体系的计算自由度分析结果,一般有以下三种情况:
①W >0,表明体系缺少必要的约束装置,仍有运动的趋势,体系一定几何可变(常变)。
②W=0,表明体系已具备必要的约束装置,但若体系布置不合理,有可能为几何可变。
③W <0,表明体系具有多余的约束装置,但若体系布置不合理,仍有可能为几何可变。
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