几何组成分析模板.ppt

1、第二章几何构成分析，一些基本概念体系计算自由度不足的几何不变体系的构成规则分析例，2，1，构造分析的目的1，研究构造正确的连接方式，使所设计的构造能够承受负荷，维持平衡，不引起刚体运动。 2 .在结构计算时，分析可以根据其几何结构情况选择合适的计算方法的结构顺序，寻找简单的解题路线。 二、体系分类：在无视变形的前提下，体系分为两种： 1、几何不变体系：无论受任何外力的作用，其形状和位置都不变。 图b，2，几何可变系统：形状和位置根据外力而变化。2.1结构分析的几个基本概念，3、几何可变系统分为以下两种： (1)几何常变系统：受到力时发生有限位移。 (2)几何瞬变系统：受力后会发生微量位移。 Y=0，N=0.5P/sin瞬变系统产生大的内力，所以几何瞬变系统和瞬变系统不能作为建筑结构使用。 只有几何不变系可以作为建筑结构使用！ 啊！4、3、自由度：系统的自由度是在系统运动时可以独立地改变的几何参数的数量，即定位系统所需的独立坐标的数量。 1、平面内的一点_个自由度，2，平面内的刚片_个自由度，2，3，4，制约：减少加入系统内部的自由度的装置，多馀制约：不减少系统自由度的制约称为多馀制约。 注意：多馀约束影响结构的力和变形。5、1、单链接：无论形状或铰链位置如何，其他物体都用铰链连接在一起。 3、4、1条链路可以减少系统的自由度，相当于约束。 啊！连杆的前3自由度，连杆之后的2自由度，1、2、3、4不是连杆，5、6不是连杆。6、2、单铰链：连接两个刚片的铰链，在加入单铰链之前的系统有6自由度，加入单铰链之后的系统有4自由度，单铰链，减少系统的2自由度相当于两个约束，4、虚铰链(瞬铰链)、双刚片相当于作为单铰链的瞬铰链，有连接1、2、c、7、三个以上的刚片的铰链，a、b、刚片a，用单铰链将刚片b连接到刚片a，用单铰链将刚片c连接到刚片a，加上铰链前的三个刚片有时有9个自由度安装铰链后，剩下5个自由度。5、双铰链(重铰链)、连接n个刚片的双铰链相当于n-1个单铰链，相当于2(n-1 )个约束！、8、6、单刚连接点：如果将两刚片连接到一个整体连接点上，两刚片有6个自由度，一个单刚连接点可以减少三个自由度，这相当于三个约束。 加刚结合后有3个自由度，刚结合点将刚片连接到整体(新刚片)。 如果发散，则没有多馀的约束；如果闭合，则每个没有铰链的闭合框架有三个多馀的约束。，2个多重性约束，1个多重性约束，9，1个平面系统通常由几个零件(刚片或节点)添加了几个约束构成。 根据各部件自由的情况，计算各部件的自由度的总数，计算施加的约束的总数，将两者的差定义为系统的计算自由度w。 即，W=(各零件的自由度总数)-(全约束总数)刚片数m、单铰链数n、支撑连杆数r的话，W=3m-(2n r)(26 )注意： 1、复连接换算成单连接。 4片刚片n=3，3片刚片n=2，2片刚片n=1，2，刚连接的各刚片为大的刚片。 如果有没有a个铰链的闭合框，则必须在约束数上加上3a个。 3 .铰链支架、定向支架相当于两个支撑连杆，固定端相当于三个支撑连杆。啊！ 2.2系的计算自由度，10，m=1，a=1，n=0，r=4 32=10则：W=3m-2n-r-3a=31-10-31=-10，m=7，n=9，r=3W=3m-2n-r=37-29-3=0， b是链路数r支持链路数，例如a:j=6； b=9； r=3。 W=26-9-3=0，例b:j=6； b=9； r=3。 因此，W=26-9-3=0，12，注意： 1，w不一定表示系统的实际自由度，仅是系统所需的约束数是不够的。 也就是说，W0系统没有充分的制约，一定是几何可变系统。 W=0的实际约束数对系统所需的约束数W0系统有很多约束，不能判断系统是否有几何变化，因此：W0只能保证系统是不发生几何变化的必要条件，并不足够。 2、从实际自由度s、计算自由度w和多馀约束n的关系： S=(各部件自由度总数)-(各部件自由度总数)-(全约束数-多馀约束数)=(各部件自由度总数)-(全约束数)-(多馀约束数)，可以看出，计算自由度只有在系统没有多馀约束的情况下才是系统的实际自由度， n，因此： S=W、w、w、13、图a将棒AC、AB、BC都视为刚片，一、三刚片由不在一条直线上的三铰链连接，构成没有多馀约束的几何不变系统。 三铰链共线瞬变体系，三刚片是由三对平行链路连接的瞬变体系，二平行链路是由二铰链平行，瞬变体系是由三刚片构成的，是没有多馀约束的几何不变体系，2.3多馀约束的几何不变体系的构成规则，14、图a是多馀约束的把a、c、棒AC、BC看作刚片，棒是铰链过渡体系，二、两刚片是不通过铰链和铰链的一条，a、a、a、b、a是由两个刚片构成的无馀约束几何不变系统，b、3、两个将瞬变体系、瞬变体系、瞬变体系、a、b、c、BC棒看作刚片，该体系将刚片连接成一点，四、一点和刚片用两条链连接，构成无多馀约束的几何不变体系。、a、1、2、两条共线的链路是一点瞬变系，两条非共线的链路是一点称为二元体。 系统地增加(或减去)二元体，不改变原体系的机动性，也不改变原体系的自由度。、18、规则、三刚片、必要约束数、约束的配置要求、瞬变体系、一、二、三、四、连接对象、二刚片、一点一刚片、六、三铰链(实或虚)不共线、三种、三个、连接不过是铰链三链路即使平行也不交于一点，两种、两条、两条链路不是共线，除了一种、一种、二元体，简化系统化后再进行分析。 因为依次去除、二元体ABCDEFG留下大地，所以该体系是几何不变体系，没有多馀约束。a、b、c、d、e、f、g、因此，此系统是没有多馀约束的几何不变系统，且2、顶部系统可以将满足基础要求的三个约束结合在一起以去除基础，并仅分析顶部。 离开基础，只分析上部，上部系统用左右的刚片用铰链和连杆连接。 因此，该系统是没有多馀制约的几何不变系统。，20，19； 二元体的稳定性是？ 21、该系统是没有多馀制约的几何不变系统。 放弃基础，只分析上部。 在系统内确定3个刚片。 三刚片由三个非共线三铰链连接。、舍弃基础，去除了双重体后，剩下的两个刚片用两根棒连接起来。 这个系统是有自由度的几何可变系统。 3、系统的棒的数量多的情况下，零散地选择刚片，用链连接起来。 如例6、图所示，三刚片由三根非共线铰链连接，因此该系统是无多馀约束的几何不变系统，23、例、几何过渡系统，如图所示，三刚片由共线三铰链连接，三刚片由三根无限远的虚拟铰链连接动画Eg1、从基本的刚片开始，增加二元体，扩大刚片的范围，将体系汇总成两个刚片或三个刚片，用规则判定。，25，5，从基础开始按部件组装，有一个多馀约束的几何不变系统，没有多馀约束的几何不变系统，26，6，刚片的等价置换：不改变刚片和周围的连接方式，可以改变其大小，形状，内部结构。 即，用同等的(与外部链路同等的)刚片置换。一个多馀约束的几何不变系统，iii，两个刚片用三条平行不等长的链路连接，几何过渡系统，27、可以进一步分析，系统是没有多馀约束的几何不变系统，28、瞬变系统，动态演示3，一个多馀、I、ii、iii、没有多馀制约的几何不变系统、多馀制约的几何不变系统、过渡系统、动态化演示2、30、31，去除了一些常用的分析路线1，简化系统化2、例如，上部系统和满足基础要求的三个约束的关联可消除基础，仅分析上部。 3、体系部件数量多的情况下，分散选择刚片，用由链节构成的虚拟铰链连接，不用单铰链连接。 4、从基本刚片开始，增加二元体，扩大刚片的范围，将体系汇总成两个刚片或三个刚片，用规则进行判定。 5、从基础上按零件装配，6、刚片的等效置换：不改变刚片和周围的连接方式，可以改变大小、形状、内部结构。 即等效、等效于外部链路)替换刚片。、3