1、構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)首先必需面對(duì)的問題。幾何不變體系幾何不變體系幾何可變體系幾何可變體系0coscos21FFFx0sinsin21PyFFFFsin221PFFF力無窮大O OY YX XA Ax xy yn自在度為3O OY YX XA Ax xy y 一個(gè)剛性鏈桿相當(dāng)于一個(gè)剛性鏈桿相當(dāng)于一個(gè)約束，能使體系一個(gè)約束，能使體系減少一個(gè)自在度減少一個(gè)自在度一個(gè)剛性鉸相當(dāng)于兩一個(gè)剛性鉸相當(dāng)于兩個(gè)約束，或相當(dāng)于兩個(gè)約束，或相當(dāng)于兩根鏈桿的作用根鏈桿的作用A (a)中剛體被兩根鏈桿限制，只能繞A轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)鉸實(shí) 鉸虛 鉸無窮鉸 (b)中兩根鏈桿延伸線交于A點(diǎn) 從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度調(diào)查，由于鏈桿1的制約，剛體在B點(diǎn)只能沿著垂

2、直鏈桿1的方向運(yùn)動(dòng)，在C點(diǎn)只能沿著垂直鏈桿2的方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)效果圍繞A點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)虛鉸 (c)中兩根平行的鏈桿，剛體只能沿程度方向運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于繞著無窮遠(yuǎn)一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)無窮鉸ABPABPA1BA1BA3B12相交于無窮遠(yuǎn)處1 12 23 31 12 23 3非幾何不變體系 例：分析體系的幾何穩(wěn)定性 解： 首先，不論BCD部分，只思索AB桿與大地 兩個(gè)剛片，一個(gè)鉸、一根不經(jīng)過該鉸的鏈桿相連構(gòu)成 幾何不變體系，且無多余約束 將AB與大地組成的幾何不變體系看成新的剛片I擴(kuò)展地基 把CD看成另一個(gè)剛片II 兩個(gè)剛片經(jīng)過鏈桿2、3構(gòu)成的虛鉸O23和不經(jīng)過該鉸的鏈桿4相連 幾何不變體系，且無多余約束 整個(gè)體系是幾何不變

3、的，且無多余約束 例：分析體系的幾何穩(wěn)定性 解： 首先，不論BCD部分，只思索AB桿與大地 地基外伸懸臂梁AB 幾何不變體系，且無多余約束看成新的剛片I擴(kuò)展地基 將BC看成剛片 與剛片I經(jīng)過一個(gè)鉸B、一根不經(jīng)過該鉸的鏈桿1相連 幾何不變體系，且無多余約束看成新的剛片II擴(kuò)展地基 把CD看成另一個(gè)剛片 與剛片II經(jīng)過一個(gè)鉸C、一根不經(jīng)過該鉸的鏈桿2相連 幾何不變體系，且無多余約束 整個(gè)體系是幾何不變的，且無多余約束ABC1 例：分析體系的幾何穩(wěn)定性 解： 首先，不論AB部分，思索BDE與大地 將CD看成一根鏈桿，DE看成剛片 虛鉸O和一根不經(jīng)過該鉸的鏈桿1構(gòu)成幾何不變體系，且無多余約束看成新的剛

4、片I擴(kuò)展地基 將AB看成剛片 與剛片I經(jīng)過一個(gè)鉸B、一根不經(jīng)過該鉸的鏈桿2相連 幾何不變體系，且無多余約束 整個(gè)體系是幾何不變的，且無多余約束A AB BC C幾何不變體系幾何不變體系虛鉸虛鉸實(shí)鉸實(shí)鉸瞬變不變體系瞬變不變體系 解： 如何選取剛片？ 大地，ABC，DEG看成三個(gè)剛片 鉸A,G CD和HJ組成虛鉸O 三個(gè)鉸不在同一條直線上 構(gòu)成幾何不變體系，且無多余約束例例 對(duì)如下圖的體系進(jìn)展幾何組成分析。對(duì)如下圖的體系進(jìn)展幾何組成分析。因三鉸在一因三鉸在一直線上，故直線上，故該體系為瞬該體系為瞬變體系。變體系。解：將解：將ABAB、BEDBED和根底分別作為剛片和根底分別作為剛片I I、II I

5、I、III III。剛片。剛片I I和和II II用鉸用鉸B B相聯(lián)；剛片相聯(lián)；剛片I I和和III III用鉸用鉸A A相相聯(lián)；剛片聯(lián)；剛片II II和和III III用虛鉸用虛鉸C(DC(D和和E E兩處支座鏈桿兩處支座鏈桿的交點(diǎn)的交點(diǎn)) )相聯(lián)。相聯(lián)。AB和和AC所組成的所組成的ABC構(gòu)造，不會(huì)對(duì)添加體系構(gòu)造，不會(huì)對(duì)添加體系S的自在度。的自在度。A AB BC C 幾何不變體系，無多余約束例5：分析圖示體系的幾何穩(wěn)定性ABCDGHJE例例 試對(duì)圖中所試對(duì)圖中所示鉸結(jié)鏈桿體系示鉸結(jié)鏈桿體系作幾何組成分析。作幾何組成分析。 解： 在此體系中，去簡支，先分析根底以上部分 把鏈桿1-2作為剛片，

6、再依次添加二元體1-3-2、2-4-3、3-5-4、4-6-5、5-7-6、6-8-7，根據(jù)二元體法那么，此部分體系為幾何不變體系，且無多余約束 幾何不變體系，且無多余約束。例例 試對(duì)圖中所示體系進(jìn)展幾何試對(duì)圖中所示體系進(jìn)展幾何組成分析。組成分析。 解： 擴(kuò)展地基 桿AB與根底經(jīng)過三根既不全交于一點(diǎn)又不全平行的鏈桿相聯(lián)，成為一幾何不變部分 再添加A-C-E和B-D-F兩個(gè)二元體。此外，又添上了一根鏈桿CD，故此體系為具有一個(gè)多余約束的幾何不變體系。ABCDGHJE 解： 思索去簡支，整個(gè)構(gòu)造和地基以簡支方式銜接，先不論地基部分，只分析上部 思索去二元體 BAG，CDJ 運(yùn)用兩、三剛片規(guī)那么進(jìn)展

7、分析 GHEGEJ GCJ GEBCJ 鏈桿BG為多余約束 幾何不變體系，且有一個(gè)多余約束 解： 去簡支，去二元體 擴(kuò)展地基 兩根柱子，依次累加二元體 可以看出鏈桿1、2、3、4為多余約束 幾何不變體系，且有4個(gè)多余約束例例 試分析圖試分析圖6.156.15所示的體系的幾何組成。所示的體系的幾何組成。 解： 根據(jù)二元體規(guī)那么 先依次撤除二元體G-J-H、D-G-F、F-H-E，D-F-E使體系簡化。 再分析剩下部分的幾何組成 將ADC和CEB分別視為剛片I和II，根底視為剛片III。 此三剛處分別用鉸C、B、A兩兩相聯(lián)，且三鉸不在同不斷線上，故知該體系是無多余約束的幾何不變體系。凡是只以兩個(gè)鉸與外界相連的剛片，不論其外形如何，從幾何組成分析的角度看，都可看作為經(jīng)過鉸心的鏈桿。例：分析圖示體系的幾何穩(wěn)定性體系中折桿DHG和FKG可分別看作鏈桿DG、FG (圖中虛線所示)；解： 去掉二元體去掉二元體DG和和FG、EF和和CF