Bài giảng Cơ học kỹ thuật: Nguyên lý công ảo tĩnh học giải tích (Phần bài tập) - Nguyễn Quang Hoàng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Thêm vào BST

Báo xấu

1
lượt xem 0
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Cơ học kỹ thuật" – Nguyên lý công ảo tĩnh học giải tích (Phần bài tập) hướng dẫn áp dụng nguyên lý công ảo để giải các bài toán tĩnh học phức tạp. Nội dung tập trung vào phương pháp thiết lập phương trình cân bằng thông qua công ảo, giúp người học rèn luyện kỹ năng phân tích lực và mô hình hóa hệ kết cấu trong tính toán cơ học. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Cơ học kỹ thuật: Nguyên lý công ảo tĩnh học giải tích (Phần bài tập) - Nguyễn Quang Hoàng

MỘT SỐ KHÁI NIỆM NGUYÊN LÝ CÔNG ẢO 1. Bậc tự do của hệ = số khả năng chuyển động độc lập = số TĨNH HỌC GIẢI TÍCH tọa độ suy rộng độc lập xác định cấu hình của hệ. 2. Di chuyển ảo là di chuyển vô cùng bé tưởng tượng phù PHẦN BÀI TẬP hợp liên kết tại vị trí đang xét. 3. Liên kết lý tưởng (lực liên kết không sinh công). 4. Công ảo, Lực suy rộng    A   Fk   rk   M j   j   Qi   qi Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 1 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 2 Bài 14-1. Lực P tác dụng vuông góc tại đầu D. Hãy xác định lực nằm ngang F TRÌNH TỰ GIẢI BÀI TOÁN trên pittông C khi hệ cân bằng. y P 1. Xác định số bậc tự do hệ. Chọn tọa độ suy rộng đủ. D L 2. Liệt kê lực hoạt động (nếu cần xác định lực liên kết thì B  ta phá bỏ liên kết và coi lực liên kết tại đó như lực hoạt L L động)  A 3. Tưởng tượng cho hệ thực hiện di chuyển ảo. Tính tổng C F x công ảo và cho bằng 0. Suy ra phương trình cân bằng. 4. Giải phương trình để tìm ẩn. 5. Nhận xét bình luận kết quả nhận được. Đáp số: F  P / sin  . Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 3 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 4
Bài 14-x. Bài 14-5. Cơ cấu tay quay – con trượt OAB với các kích thước OA = r và AB = Xác định liên hệ giữa mô men M và lực ngang F khi hệ cân bằng tại vị trí l. Pít-tông B chịu tổng áp lực hơi là F. Tìm mômen M tác dụng lên như trên hình. Bỏ qua ảnh hưởng của ma sát và trọng lượng các chi tiết. tay quay để hệ cân bằng trong trường hợp tay quay nghiêng với y phương ngang góc . Bỏ qua ma sát và trọng lượng các vật. F B A A M a l O r B M    L O d  F x C x HD: Hệ 1 bậc tự do. Chọn tọa độ suy rộng đủ q =  Lực hoạt động M, F Cho hệ thực hiện di chuyển ảo  Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 5 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 6 Bài 14-4. Bài 14-6. Cơ cấu ép như trên hình. Trục vít có hai đoạn ren ngược chiều, bước ren Xác định lực ép N tác dụng vào vật chịu ép khi có mômen bằng M tác là h. Vào lúc góc mở của khung ở hai đỉnh trên và dưới là 2, ta tác dụng dụng lên vô lăng. Cho biết bước của trục vít là h, bỏ qua ảnh hưởng vào vô lăng một ngẫu lực có mômen M. Tìm lực ép của bàn ép tác dụng của ma sát và trọng lượng các chi tiết. xuống vật chịu ép. Bỏ qua ma sát ở các khớp nối và những chỗ tiếp xúc. O C B a a M P A B A M   D K a  a    M A B O  sin(   ) M Cơ cấu ép N  . O Cơ cấu kích sin  cos h Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 7 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 8
Bài 14-7. Bài 14-11. Cho máy ép thủy lực như trên hình vẽ, lực F tác dụng vào đầu mút tay quay Cho cơ cấu kích nâng như hình vẽ. Chuyển động của tay quay OA, qua và vuông góc với nó. Diện tích tiết diện của xylanh trái là S1 và xylanh phải là các bánh răng 1, 2, 3, 4, 5 được truyền sang thanh răng của kích. Tìm lực S2. Xác định lực Q nén vật M. Cho OA = a, OB = b. Bỏ qua ma sát. Chất lỏng P cần đặt vuông góc với tay quay tại đầu mút của nó để khi kích cân bằng không nén được. thì lực nâng của kích là Q. Cho biết bán kính các bánh răng: r1, r2, r3, r4, r5 và OA = R. a HD: F Bỏ vật ép, thay bằng lực Q. A B Q Hệ 1 bậc tự do. Lực hoạt động: F và Q. Q Tưởng tượng đòn OA quay góc nhỏ .  b O M C P Tính di chuyển của các điểm đặt lực từ đó R O 1 suy ra tổng công ảo. A S2 4 2 S1  yA  a,  yB  b 5 3  A  F  yA  Q yM  Fa  Q yM r1r3r5 aS 2F P Q . Q  . r2r4R bS1 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 9 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 10 Bài 14-15. Cho lực P, hãy tìm lực Q cần thiết đặt vuông góc với tay quay OA tại điểm A để cơ cấu cân bằng tại vị trí trên hình vẽ. Bỏ qua ma sát và trọng lượng các vật. A R Q B  O K L C P Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 11 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 12
Bài 14-16. Bài 14-17. Lực P tác dụng vuông góc tại đầu A. Hãy xác định lực F tác dụng lên Một cân tại trạm kiểm định xe tải có sơ đồ như hình vẽ. Khi vật ép khi  = 30. Bỏ qua trọng lượng các khâu. Cho biết các kích không có xe trên bàn, trọng lượng thanh AC và bàn cân CDE tự thước OA = L = 30cm, OB = BC = a = 5cm, góc BOA = 90. cân bằng với nhau. Tìm trọng lượng của xe khi biết khối lượng quả cân là m và đặt tại vị trí cách bản lề B một khoảng bằng s. A d P P O  s a A C B B E C m D F a D F Đáp số: F  PL /(2a sin  ). Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 13 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 14 Hệ thống ròng rọc Hệ thống ròng rọc Bài 1. Xác định lực căng cáp để khi tải trọng 1000 kg được giữ cân bằng. Bài 2. Trong mỗi trường hợp, xác định lực kéo T để duy trì cân bằng cho hệ. Bỏ qua ma sát và trọng lượng các puli. Dây không dãn. Bỏ qua ma sát và trọng lực của puli. Biết g = 9.81 m/s2. Dây không dãn. s1 K s2 P Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 15 Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 16
Hệ thống ròng rọc Bài 2. Trong mỗi trường hợp, xác định lực kéo T để duy trì cân bằng cho hệ. Bỏ qua ma sát và trọng lực của puli. Biết g = 9.81 m/s2. s1 s2 K P Department of Applied Mechanics - School of Mechanical Engineering 17