Statiken für Dummies

Statik-Probleme lösen kann jedes Problem werden complicated- erfordert eine Liste von Elementen für und Gleichungen zu berücksichtigen, zu erstellen und zu lösen. Lösen Sie Statik Probleme mit Leichtigkeit durch diese Checkliste:

  1. Zeichnen Sie ein Freikörperbild des gesamten Systems.

    Neben Abmessungen und Winkel, müssen Sie vier Hauptkategorien von Positionen auf einer richtig konstruierten Freikörperbild sind:

    Applied Außenlasten

    Revealed internen Lasten

    Auflagerreaktionen

    Eigengewicht

  2. Schreiben Gleichgewicht Gleichungen so viele unbekannte Unterstützung Reaktionen wie möglich zu berechnen.

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  3. Um innere Kräfte zu lösen, die Art der Struktur zu identifizieren und Ihre Gleichgewichtsgleichungen schreiben.

    Nachdem Sie die Art der Struktur zu identifizieren, wissen Sie dann, welche Technik Sie Ihre Gleichgewichtsgleichungen schreiben zu helfen, zu verwenden:

    Trusses / axiale Mitglieder: Die Mitglieder sind mit inneren axialen Kräften belastet nur. Zu lösen, können Sie die Methode der Gelenke oder die Methode der Abschnitte verwenden.

    Balken (Biege Mitglieder): Die Mitglieder werden geladen mit internen axialen Kräfte, Scherkräfte und Momente. Zu lösen, schneiden Sie das Element an der gewünschten Stelle, ein neues Freikörperbild des geschnittenen Abschnitt ziehen, und Gleichgewichtsgleichungen schreiben.

    Frames / Maschinen: Die Mitglieder werden geladen mit internen axialen Kräfte, Scherkräfte und Momente. Zu lösen, verwenden Sie den Schlag-it-all-Ansatz auseinander, die die Struktur in kleinere Stücke zu brechen. Suchen Sie nach innen liegende Scharniere als gemeinsame Orte, um Ihre Struktur zu trennen und Freikörperbilder zu lösen für die Verbindungsbolzen Kräfte ziehen.

    Kabelstrukturen: Die Mitglieder werden von axial belasteten Leitungen aufgebaut. Identifizieren Sie die Art der Kabelbelastung (konzentriert, parabolisch / Uniform oder Ketten). Berechnen Sie die Seilspannung an der Stelle des bekannten maximalen absacken (oder umgekehrt).

    Abgetaucht Oberflächen: Die Mitglieder werden auf Fluiddruck ausgesetzt. Zu lösen, ziehen Sie einen Freikörperbild des hydrostatischen Drucks Diagramm, das Null an der Flüssigkeitsoberfläche und nimmt linear mit der Tiefe. Inkludieren das Gewicht der Flüssigkeit auf Objekten mit nicht vertikalen Flächen.

Statik: Computer Abgetaucht Flächenpressungen

Wenn unter Wasser Oberflächenprobleme arbeiten in Statik, denken Sie daran, dass alle untergetauchten Oberflächen haben eine Flüssigkeit auf sie wirken, was zu Druck. den hydrostatischen Druck resultierende und die Flüssigkeit Eigengewicht: Sie müssen zwei Drücke berechnen.

  • Der hydrostatische Druck resultierende: Der hydrostatische Druck resultierende wirkt horizontal bei 0.333z (z des Fluids ist die Tiefe) von der Unterseite der Druckverteilung.

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  • Flüssig Eigengewicht: Die Flüssigkeit Eigengewicht ist

    nach unten auf die einwirkenden Schwerpunkt (Geometrische Mitte) der Bereich der Flüssigkeit.

Berechnen einer Region oder Center laden der Fläche: Zentroide


Das Schwerpunkt oder Flächenmitte einer geometrischen Region ist die geometrische Mitte der die Form eines Objekts. Centroid Berechnungen sind in der Statik sehr häufig, ob Sie den Speicherort einer verteilten Last des resultierenden sind Berechnung oder eines Objekts Zentrum der Masse zu bestimmen. Um die Mitte der Fläche einer Region zu berechnen (oder verteilte Last), können Sie berechnen die x-Koordinate (und die anderen Koordinaten ähnlich) aus den folgenden Gleichungen:

  • Für diskrete Bereiche: Sie können einzelne Regionen in einfachen Formen brechen wie Dreiecke, Rechtecke, Kreise, und so weiter.

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    Für diskrete Formen, eine einfache Tabelle wie die Erstellung, die Koordinate für jede folgt nützlich sein kann. Sie können so viele Zeilen zu erstellen, wie Sie für so viele Regionen benötigen, wie Sie haben.

Beispieltabelle für Zentroide Berechnung für diskrete Regionen
xichEINichxichEINich
Region 1x-Abstand für die Region 1Die Umgebung der Region 1Produkt von xich und Aich
GESAMT-----------------Summe aller Aich ReihenSumme aller xichEINich Reihen
  • Für die kontinuierliche Regionen: Kontinuierliche Regionen werden in der Regel durch komplexere Grenzen definiert, so müssen Sie sie mit mathematischen Gleichungen wie die definieren, der folgt:

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Statiken: Entwicklung von Shear und Moment Diagrams

Shear und Momentdiagramme ein Statik-Tool sind die Ingenieure schaffen an allen Standorten innerhalb eines Objekts die interne Scherkraft und Momente zu bestimmen. Beginnen Sie, indem die kritischen Punkte lokalisieren und dann die Scherplan skizzieren.

  • Kritischer Punkt-Standorte:

  • Start und Stopp der Struktur (äußersten Enden)

  • Konzentrierte Kräfte

  • Konzentrierte Momente

  • Starten und Stoppen von verteilten Lasten

  • Interne Scharniere

  • STÜTZPUNKTE

  • Punkte von Null-Scher (V = 0) - für Moment Diagramme nur.

  • Wichtige Merkmale zu erinnern, wenn Sie das Diagramm zeichnen:

  • Konzentrierte Kräfte verursachen einen sofortigen Sprung in Scher.

  • Konzentrierte Momente verursachen einen sofortigen Sprung in Moment.

  • Um steigt von Last Moment abscheren (das heißt, 1. Ordnung Belastungsdiagramm 2. Ordnung Scher-, 3. Ordnung Moment).

  • Die Steigung des Momentes Diagramm ist, auf den Wert der Scher gleich.

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  • Wenn der Lastbereich positiv ist, ist die Änderung der Scher positiv. Wenn die Scherbereich positiv ist, ist die Veränderung der Zeit positiv.

  • Cartesianischen Vector Formeln für Statiken Lösen von Problemen

    In vielen Statik Probleme, müssen Sie in der Lage sein, schnell und effizient Vektoren in der kartesischen Ebene erstellen. Glücklicherweise können Sie Ihre cartesianischen Vektor-Kreationen leicht mit den praktisch Vektor Formeln in dieser Liste erreichen:

    Kraftvektoren und Abstandsvektoren sind die grundlegendsten Vektoren, die Sie beschäftigen.

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    Statiken: Wie kann ein Force Moment zu berechnen

    In der Statik, moments sind Effekte (einer Kraft), die eine Drehung verursachen. Wenn das Gleichgewicht der Berechnung, müssen Sie für jede Kraft auf die Freikörperdiagramm, das einen Moment zu berechnen können. Um eine Kraft Moment zu bestimmen, verwenden Sie eine von zwei unterschiedlichen Berechnungen, wie Sie in der folgenden Liste sehen können.

    • Scalar Berechnung (für zwei Dimensionen): Um den Moment um einen Punkt O in skalare Berechnungen zu berechnen, müssen Sie die Größe der Kraft und den senkrechten Abstand von Punkt A auf die Linie der Wirkung der Kraft F.

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    • Vektorberechnung (für zwei oder drei Dimensionen): Um die Momentvektor um einen Punkt O in Vektorberechnungen zu berechnen, müssen Sie die Kraft bestimmen F in rechtwinkligen Vektor-Form und der Positionsvektor von Punkt O auf der Linie der Wirkung der Kraft F.

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