Навчальна тема
Кінематичний аналіз і геометрична незмінюваність
Як перевірити геометричну незмінюваність стержневої системи: ступені вільності, в’язі, механізми, миттєва змінюваність і кінематичний аналіз.
Кінематичний аналіз встановлює, чи здатна стержнева система зберігати свою геометричну форму без урахування деформацій її елементів. Для розрахункової схеми важливо не лише мати достатню кількість в’язей, а й розмістити їх так, щоб вони справді усували можливі рухи.
Ступені вільності та в’язі
Вільне тверде тіло на площині має три незалежні можливості руху: два поступальні переміщення та один поворот. В’язі усувають окремі ступені вільності. У системі з кількох дисків або стержнів потрібно враховувати як зовнішні опорні, так і внутрішні в’язі.
Геометрична незмінюваність
Геометрично незмінювана система не може змінити конфігурацію без деформації її елементів. Найпростіший геометрично незмінюваний плоский контур утворює трикутник. Ця властивість лежить в основі структурного аналізу ферм та інших шарнірно-стержневих систем.
Механізми та миттєва змінюваність
Якщо система має скінченний кінематичний рух без деформації елементів, вона є механізмом. Окремий випадок — миттєво змінювана система, для якої рух можливий у нескінченно малому околі початкового положення через особливе геометричне розташування в’язей.
Чому підрахунку недостатньо
Формальна кількість в’язей може відповідати необхідній, але система все одно залишатися змінюваною, якщо в’язі залежні або розташовані особливим чином. Тому числову перевірку завжди доповнюють геометричним аналізом схеми.
Про цю тему
Тема охоплює ступені вільності та в’язі стержневих систем, ознаки геометричної незмінюваності, механізми й миттєво змінювані системи та основи кінематичного аналізу.