background image

Mechanika ogólna

Mechanika ogólna

1

1

Wykład nr 3

Wykład nr 3
Wyznaczanie reakcji.

Wyznaczanie reakcji.
Belki 

Belki przegubowe.

przegubowe.

Podstawowe typy 

Podstawowe typy 

ustrojów prętowych

ustrojów prętowych

Pręt

Pręt –– element o wymiarach poprzecznych 

element o wymiarach poprzecznych 

(np. grubość i szerokość) znacznie 

(np. grubość i szerokość) znacznie 

mniejszych od trzeciego wymiaru (długość)

mniejszych od trzeciego wymiaru (długość)

Belka

Belka –– ustrój prętowy z prętami 

ustrój prętowy z prętami 

rozmieszczonymi w jednej linii. Siły często 

rozmieszczonymi w jednej linii. Siły często 

2

2

Belka

Belka –– ustrój prętowy z prętami 

ustrój prętowy z prętami 

rozmieszczonymi w jednej linii. Siły często 

rozmieszczonymi w jednej linii. Siły często 

są prostopadłe do osi belki.

są prostopadłe do osi belki.

Rama

Rama –– ustrój prętowy

ustrój prętowy

Krata

Krata –– ustrój prętowy, który składa się z 

ustrój prętowy, który składa się z 

prętów połączonych przegubami. Siły mogą 

prętów połączonych przegubami. Siły mogą 

być przykładane tylko w węzłach.

być przykładane tylko w węzłach.

background image

Stopnie swobody

Stopnie swobody

Liczba niezależnych ruchów, jakie ciało jest w 

Liczba niezależnych ruchów, jakie ciało jest w 

stanie zrealizować w przestrzeni.

stanie zrealizować w przestrzeni.

Punkt materialny:

Punkt materialny:

3

3

–– w przestrzeni 

w przestrzeni –– 3 (3 składowe przesuwu);

3 (3 składowe przesuwu);

–– na płaszczyźnie 

na płaszczyźnie –– 2 (2 składowe przesuwu);

2 (2 składowe przesuwu);

Ciało sztywne

Ciało sztywne

–– w przestrzeni 

w przestrzeni –– 6 (3 składowe przesuwu i 3 

6 (3 składowe przesuwu i 3 

składowe obrotu);

składowe obrotu);

–– na płaszczyźnie 

na płaszczyźnie –– 3 (2 składowe przesuwu i obrót). 

3 (2 składowe przesuwu i obrót). 

Podpory, pręty 

Podpory, pręty 

podporowe 

podporowe 

(1)

(1)

Podpora przegubowa przesuwna 

Podpora przegubowa przesuwna ––

zablokowana jedna składowa 

zablokowana jedna składowa 

przesuwu, jeden pręt podporowy, 

przesuwu, jeden pręt podporowy, 

jedna reakcja.

jedna reakcja.

4

4

jedna reakcja.

jedna reakcja.

R

A

R

A

R

A

R

A

R

A

R

A

background image

Podpory, pręty 

Podpory, pręty 

podporowe 

podporowe 

(2)

(2)

Podpora przegubowa nieprzesuwna 

Podpora przegubowa nieprzesuwna ––

zablokowane obie składowe przesuwu, 

zablokowane obie składowe przesuwu, 

dwa pręty podporowe, dwie 

dwa pręty podporowe, dwie 

5

5

dwa pręty podporowe, dwie 

dwa pręty podporowe, dwie 

niewiadome: reakcja i kierunek lub 

niewiadome: reakcja i kierunek lub 

dwie składowe reakcji.

dwie składowe reakcji.

V

A

H

A

V

A

H

A

V

A

H

A

R

A

Podpory, pręty 

Podpory, pręty 

podporowe 

podporowe 

(3)

(3)

Sztywne zamocowanie 

Sztywne zamocowanie –– zablokowane 

zablokowane 

wszystkie przemieszczenia (dwie 

wszystkie przemieszczenia (dwie 

składowe przesuwu i obrót), trzy pręty 

składowe przesuwu i obrót), trzy pręty 

podporowe, trzy niewiadome 

podporowe, trzy niewiadome –– dwie 

dwie 

6

6

podporowe, trzy niewiadome 

podporowe, trzy niewiadome –– dwie 

dwie 

składowe siły i moment.

składowe siły i moment.

V

A

H

A

M

A

background image

Inne sposoby podparcia

Inne sposoby podparcia

Sztywne zamocowanie z możliwością 

Sztywne zamocowanie z możliwością 

przesuwu:

przesuwu:

–– poprzecznie do osi pręta;

poprzecznie do osi pręta;

7

7

–– poprzecznie do osi pręta;

poprzecznie do osi pręta;

–– wzdłuż pręta.

wzdłuż pręta.

H

A

M

A

V

A

H

A

M

A

Rodzaje obciążeń 

Rodzaje obciążeń –

układy płaskie

układy płaskie

Siły skupione;

Siły skupione;

Momenty skupione;

Momenty skupione;

Obciążenia liniowo rozłożone;

Obciążenia liniowo rozłożone;

8

8

Obciążenia liniowo rozłożone;

Obciążenia liniowo rozłożone;

Obciążenia momentem liniowo 

Obciążenia momentem liniowo 

rozłożone.

rozłożone.

background image

Rodzaje obciążeń 

Rodzaje obciążeń –

układy przestrzenne

układy przestrzenne

Siły skupione;

Siły skupione;

Momenty skupione;

Momenty skupione;

Obciążenia liniowo rozłożone;

Obciążenia liniowo rozłożone;

9

9

Obciążenia liniowo rozłożone;

Obciążenia liniowo rozłożone;

Obciążenia momentem liniowo 

Obciążenia momentem liniowo 

rozłożone;

rozłożone;

Obciążenia rozłożone na powierzchni;

Obciążenia rozłożone na powierzchni;

Obciążenia rozłożone w objętości.

Obciążenia rozłożone w objętości.

Jednostki obciążeń

Jednostki obciążeń

Obciążenie ciągłe 

Obciążenie ciągłe –– kN/m

kN/m

Siła skupiona 

Siła skupiona -- kN

kN

Moment skupiony 

Moment skupiony -- kNm

kNm

10

10

Moment skupiony 

Moment skupiony -- kNm

kNm

Obciążenie ciągłe momentem 

Obciążenie ciągłe momentem ––

kNm/m

kNm/m

background image

Reakcje 

Reakcje –

– belka 

belka 

swobodnie podparta

swobodnie podparta

l / 2

P

l / 2

0

:

A

H

X

11

11

P

V

A

H

A

R

B

P

V

A

H

A

R

B

0

:

P

R

V

Y

B

A

0

2

:

l

P

l

R

M

B

A

Reakcje 

Reakcje –

– belka 

belka 

wspornikowa

wspornikowa

l / 2

l / 2

P

M

0

:

A

H

X

12

12

P

l / 2

l / 2

M

V

A

H

A

M

A

0

:

P

V

Y

A

0

2

:

M

l

P

M

M

A

A

background image

Reakcje 

Reakcje –

– rama 

rama 

bezprzegubowa

bezprzegubowa

P

h

M

P

P

0

cos

:

P

P

H

X

A

13

13

l

l

l

h

V

A

H

A

R

B

0

2

3

sin

2

cos

:

l

R

l

P

h

P

h

P

l

P

M

M

B

A

0

sin

:

P

P

R

V

Y

B

A

Obciążenie ciągłe 

Obciążenie ciągłe 

równomierne

równomierne

Miara wypadkowej obciążenia rozłożonego 

Miara wypadkowej obciążenia rozłożonego 

liniowo równa jest polu figury opisującej 

liniowo równa jest polu figury opisującej 

obciążenie i powinna zostać przyłożona w 

obciążenie i powinna zostać przyłożona w 

środku ciężkości tej figury.

środku ciężkości tej figury.

14

14

l

V

A

H

A

R

B

q

0

:

A

H

X

0

:

l

q

R

V

Y

B

A

0

2

:

l

l

q

l

R

M

B

A

q

ql

l / 2

l / 2

background image

Obciążenie ciągłe 

Obciążenie ciągłe 

trójkątne

trójkątne

V

A

H

A

R

B

q

0

:

A

H

X

0

1

:

l

q

R

V

Y

15

15

ql

/2

2

3

l /

l /

3

q

l

V

A

R

B

0

2

1

:

l

q

R

V

Y

B

A

0

3

2

2

1

:

l

l

q

l

R

M

B

A

Obciążenie ciągłe 

Obciążenie ciągłe 

dowolne

dowolne

H

A

q( x )

 

dx

x

q

W

l

0

 

dx

x

x

q

l

16

16

l

V

A

R

B

W

x 0

l - x 0

0

:

A

H

X

0

:

W

R

V

Y

B

A

0

:

0

x

W

l

R

M

B

A

 

W

dx

x

x

q

x

0

0

background image

Obciążenie ciągłe 

Obciążenie ciągłe 

momentem

momentem

V

A

H

A

R

B

m

0

:

A

H

X

17

17

l

l

m

ml

0

:

B

A

R

V

Y

0

:

l

m

l

R

M

B

A

Przegub

Przegub

Połączenie elementów prętowych w taki 

Połączenie elementów prętowych w taki 

sposób, że mogą się one swobodnie obracać 

sposób, że mogą się one swobodnie obracać 

(nie powstaje moment mogący 

(nie powstaje moment mogący 

przeciwdziałać obrotowi).

przeciwdziałać obrotowi).

18

18

przeciwdziałać obrotowi).

przeciwdziałać obrotowi).

Uzyskuje się dodatkowy punkt, w którym 

Uzyskuje się dodatkowy punkt, w którym 

moment wewnętrzny jest równy zero. 

moment wewnętrzny jest równy zero. 

Moment w przegubie od sił zewnętrznych 

Moment w przegubie od sił zewnętrznych 

znajdujących się po jednej ze stron 

znajdujących się po jednej ze stron 

przegubu równy jest 0.

przegubu równy jest 0.

background image

Podział ramy w przegubie

Podział ramy w przegubie

h

P

C

P

R

C

R

C

19

19

l

l

h

A

B

R

B

R

A

R

B

=R

C

P

R

C

R

A

Dodatkowe równanie 

Dodatkowe równanie 

dla przegubu

dla przegubu

h

H

A

P

H

B

0

:

P

H

H

X

B

A

0

:

B

A

V

V

Y

20

20

l

l

V

A

V

B

V

A

H

A

P

V

C

H

C

V

B

H

B

V

C

H

C

0

:

h

H

l

V

M

A

A

l

C

0

:

h

H

l

V

M

B

B

p

C

0

2

:

h

P

l

V

M

B

A

albo

albo

Czwarte równanie:

Czwarte równanie:

background image

Belki przegubowe 

Belki przegubowe –

rozkład na belki proste

rozkład na belki proste

l

P

l

l

l

q

A

B

C

D

21

21

l

P

l

l

q

A

B

C

V

A

H

A

R

B

l

q

C

D

R

D

H

C

H

C

V

C

V

C

Belki proste 

Belki proste –

– równania 

równania 

równowagi

równowagi

l

q

C

D

R

H

C

V

C

0

:

C

H

X

0

:

l

q

R

V

Y

D

C

0

2

:

l

l

q

l

R

M

D

C

22

22

l

P

l

l

q

A

B

C

V

A

H

A

R

B

H

C

V

C

R

D

0

:

C

A

H

H

X

0

:

l

q

P

V

R

V

Y

C

B

A

0

3

5

,

2

2

:

l

V

l

l

q

l

P

l

R

M

C

B

A

2

background image

Reakcje 

Reakcje –

– belki 

belki 

przegubowe 

przegubowe 

(1)

(1)

l

P

l

l

l

q

A

B

C

D

V

H

A

23

23

0

:

A

H

X

0

2

:

l

q

P

R

R

V

Y

D

B

A

0

2

:

l

l

q

l

R

M

D

p

C

0

3

2

4

2

:

l

l

q

l

P

l

R

l

R

M

D

B

A

V

A

R

B

R

D

Rozwiązanie

Rozwiązanie

0

:

A

H

X

2

0

2

:

l

q

R

l

l

q

l

R

M

D

D

p

C

24

24

2

2

2

2

2

2

2

0

2

:

l

q

P

l

q

l

q

P

l

q

P

R

R

l

q

P

V

l

q

P

R

R

V

Y

D

B

A

D

B

A

l

q

P

l

q

P

R

l

l

l

q

l

P

l

R

R

l

l

q

l

P

l

R

l

R

M

D

D

B

D

B

A

2

2

3

2

2

2

3

2

4

0

3

2

4

2

:

background image

Podstawienie danych

Podstawienie danych

m

l

kN

P

m

kN

q

2

10

/

5

0

A

H

25

25

0

A

H

0

2

2

/

5

2

10

m

m

kN

kN

V

A

kN

m

m

kN

l

q

R

D

5

2

2

/

5

2

kN

m

m

kN

kN

l

q

P

R

B

25

2

2

/

5

2

10

2

2