结构图解静力学——不用计算就能得出桁架内力?发表时间:2020-12-25 06:25 图解静力学是通过图形化处理来解决和组合力并确定它们的合力、方向和应用点的方法-你所需要的只是一条直线!此方法由英国物理学家Maxwell在19世纪60年代中期和后期提出,通过引入形式图和力图,发展了这种方法。Rankine, Cremona, Mohr这些数学以及物理界的大神们都对此方法开展过研究。图解静力学在19世纪和20世纪广泛使用,但现在被更多的数学工具所取代。 首先,通过一个最简单的例子来学习一下如何通过形式图画力图吧。 第一步:
第二步:
第三步:
01 下面以一个更复杂的例子来巩固下图解静力学这个知识点: 同样的,第一步对图形进行标注,重点在于顺时针标注 从形式图的左下角开始,在力图中做a-1线平行于形式图中的A-1线,g-1线平行于G-1线。A-1与G-1相交区域为1。因此,在力图中a-1与g-1相交点为1 紧接着,1-2与G-2相交区域为2.所以,在力图中做1-2线与g-2线,相交点为2. 以相同的方法,在力图中能得到所有点以及各构件的受力情况。 例:以构件C的左下端点为例,以顺时针方向读取,从C到5。力图中此点的受力方向为从右上到左下,因此,形式图中,力指向此点,则此点受压。力图中C-5线的长度则代表了此杆件受力的大小。 02 以下例举了一些用到图解静力学的实际案例: 此桥是日本的Shiosai Bridge, 建立于1995年。它使用了图解静力学的方法,使桥的下端构件受力相同。 英国Royal Albert Bridge采用了图解静力学的方法,使桥梁的下端构件与垂直构件受力大小相同 03 除了2D平面外,3D平面也能采用图解静力学的方法对结构进行优化设计。 对于小编来说,相比于截点法、截面法求桁架内力,图解法更加的便捷,直观。同时,通过观察力图中图形最终是否能够闭合,可知所画力图是否正确。图解法也是结构上对美学的一种体现,能够从结构的方向出发,创造出更多简洁、优美的图形。 |