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標題: 再談虛功與需位移原理 [打印本頁]
作者: 水水5    時間: 2017-9-14 20:21
標題: 再談虛功與需位移原理
本帖最后由 水水5 于 2017-9-14 20:26 編輯
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0 r+ Q4 a% D1 z& {9 B8 H, t最近有許多網友在論壇力問了些關于受力分析與求解的問題,。我覺得有必要給大家介紹一下虛功原理,。因為論壇力的一些前輩們曾經就虛功與虛位移原理介紹的很明白了,，例如逍遙處士大俠等,。所以,，在此,，我只能是再談虛功與虛位移原理,。我的認識也只是一些皮毛,，此貼的意思一是給一些新同學介紹這個簡便的方法,，也是拋磚引玉,，希望再有機會聽大俠們的高見。: m  ~0 h3 [* x; j. |

( c; k6 G/ M8 w( x% Z: w“虛位移原理應用功的概念分析系統(tǒng)的平衡問題,，是研究靜力學平衡問題的另一途徑,。虛位移原理與達朗貝爾原理結合起來，組成動力學普遍方程,，為求解復雜系統(tǒng)的動力學問題提供了另一普遍的方法,，構成了分析力學的基礎�,！边@是書上的原話,。& G- Y6 `( W3 `

1 ^0 r1 ]5 G5 s- S" G) a簡單的說，對于有理想約束的一個系統(tǒng),，在某個瞬時,，質點系在約束允許的條件下，可能實現(xiàn)的任何無限小的位移成為虛位移,。力乘以在力的方向上產生的虛位移就是虛功,。一個靜態(tài)平衡的系統(tǒng)，虛功的代數(shù)和為零,。對于簡單的機構,，可以認為，輸入力的虛功等于輸出力的虛功,。
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* ?3 r! r' ]" J' }+ U6 B: @/ q我一般是這樣理解的,，虛位移就是很小的位移,。比如一個連桿機構，讓主動件移動0.1mm,，觀察從動件能夠移動多少,。通過對比兩個距離，就能夠知道力的比值,。& M# u- l7 ^7 o/ k, @
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下圖是課本上的一個例題：4 I9 R9 y: Y1 f
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& L" U2 B( J. S, u, y1 ]這個例題中,，利用幾何關系確定了各虛位移之間的比例關系，進而得出了已知量與未知量的關系,。雖然并沒有給虛位移一個特定的值,。% ?1 N: U$ u, i, o
在大多數(shù)情況下，我們可能很難確切的確定各虛位移之間的比例關系,，或者說,，可能是隨時間變化的，機構的每一個狀態(tài),，其比例關系并不一樣,。但是我們有solidworks呀。我們可以給虛位移一個微小量,，比如1mm或者0.1mm.然后觀察執(zhí)行機構的運動情況,，比如說運動了2mm或者0.2mm，那顯然,，出力就是入力的2倍,。
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這個是逍遙處士前輩的帖子，他比我講的好多了,。, y% y, d* G0 Z# D- F( g% F9 m) q! |% L
http://97307.cn/forum.php?mod ... hlight=%D0%E9%B9%A6
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作者: 水水5    時間: 2017-9-14 20:51
例如,，有如下圖的一個連桿機構：藍色的是兩個連桿，左側連桿與固定支架（未畫出,，假設是原點）鉸接,，粉色的是主動件，由氣缸推動,。右側棕色的是一執(zhí)行機構,，由灰色的直線導軌導向。假設在圖示狀態(tài)要提供100牛的擠壓力,，需要用多大的氣缸,？
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也許受力分析并不復雜，下面我們用虛位移原理求解,。
5 A# a7 c" @3 y* t測量主動件和從動件與固定支架的距離,，如下圖：/ ^) \( M1 M2 h/ u% H
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再給主動件一個0.1mm的推進量，觀察從動件的移動：' c& o) g0 w* U8 }" p3 E
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" C! t1 x. _8 {8 L可以看出,，從動件移動了125.11-124.94=0.17mm
# [- C0 \5 N. {假設氣缸推力為F,，列虛功平衡方程為：# E9 K* l# ?. X% L/ {9 e
F*0.1=100*0.17,，，則氣缸推力為170N.再根據(jù)樣本就可以算出氣缸的推力了,。2 Z# \0 G% d! ^0 T  m6 f

  f" R! E- C- L3 N5 X& P$ C作為優(yōu)化,，這個機構可能是用其死點位置作為夾緊、壓緊,、保持等功用,，能夠自鎖。例如肘夾等,。那么壓緊需要多大的力呢,？可以將連桿推至接近死點的位置，計算一下,。9 g& a/ _$ H. e
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作者: 水水5    時間: 2017-9-14 20:55
本帖最后由 水水5 于 2017-9-14 21:00 編輯
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在實際設計中，我一般根據(jù)經驗,，先確定一個狀態(tài),，然后根據(jù)這個狀態(tài)，利用虛位移原理求解,。再加上加速度的考慮,。
* T. s, C: n! z" c# x$ e( |例如連桿機構，我根據(jù)經驗先確定氣缸受力最大的位置,，然后列虛功平衡方程,。一定不能偷懶，要把方程寫出來,，不然移相移來移去就移錯了,。做工程一定要仔細。' L$ ?7 t0 w, c  e" a' k
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虛位移取的越小越精確,。
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/ k( N1 |9 D7 |要注意虛功是力乘以在力的方向上移動的距離,。
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/ M5 A) M5 k& Q! c大家還是多看看課本上的幾個例題，結合自己的實踐,，就有更深的體會了,。5 B2 `/ [2 c+ c3 O$ e- e: \4 C8 K
作者: 夢寒    時間: 2017-9-14 21:03
上完學就忘了，前段時候搞個連桿,。差點被搞死,。, P% I+ }+ ~: p  S: Y0 h5 [9 M
現(xiàn)在看用虛位移一下就算出來啦。,。,。。
作者: 蔡皓618    時間: 2017-9-14 21:46
學習了,。
作者: jiangsuwanhua    時間: 2017-9-15 09:06
感謝樓主的分享
作者: gao_cc    時間: 2017-9-15 10:21
有效的分析受力情況,，可以在選型上少走彎路,，優(yōu)化結構
作者: 藍色格    時間: 2017-9-15 13:30
其實也是運用能量守恒的一個思路。
作者: tomback    時間: 2017-9-15 14:18
感謝分享,！
作者: 窩哥達    時間: 2017-9-15 14:21
學習了
作者: 延陵    時間: 2017-9-15 14:41
學習了,，感謝大俠
作者: 陽光升起    時間: 2017-9-15 17:15
許久沒用，竟忘了' [1 {' ?+ y; Q; H% J
作者: 天天天藍_    時間: 2017-9-15 19:50
虛功原理在金屬塑性力學里講過,，但未能應用過
作者: 642093071    時間: 2017-9-16 09:01
大俠講的很精彩,；逍遙大俠講的很深刻。哲學上的運動和靜止的相對性,，講的是對于同一個物體,由于選擇的參照物不同,導致描述的結果可能不同,這就是運動的相對性,。一般我們看一個大橋是靜止 的，但對搞沉降測量和振動測量的來說,，這大橋是動的,。機械設計上的振動設計也是這樣。
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作者: 周申zs    時間: 2017-9-16 09:35
學習下
作者: Enjoy_glU1D    時間: 2017-9-16 10:29
對于一般的靜力學分析,，虛功方程式可以簡化分析過程,；對于運動中的力分析，就要復雜多了
作者: 水水5    時間: 2017-9-16 23:09
Enjoy_glU1D 發(fā)表于 2017-9-16 10:29
5 C& x( g4 `( Z# s對于一般的靜力學分析,，虛功方程式可以簡化分析過程,；對于運動中的力分析，就要復雜多了
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我一般是運動分析,，就是分析某一個時刻的,。分析某一個時刻的力，同樣也要用到虛位移原理,。/ a6 \6 i9 q6 e3 R1 b; ~
或者直接用motion好啦,。自己微積分解的不好。
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作者: 林希9527    時間: 2017-9-18 10:42
學習了,！
作者: siterkiso    時間: 2017-11-23 13:59
有點微積分的感覺哈
作者: lubanxian    時間: 2020-8-5 20:12
學習了
作者: szx7    時間: 2020-8-27 08:47
Thanks for your share!3 M3 Z- S& T7 O7 k) i, m3 I
作者: 召喚師170    時間: 2020-8-29 14:47
大俠,，這題用虛功原理能否幫我解下，幾何關系解不出來,，總感覺少了個條件,。
作者: 水水5    時間: 2020-9-1 06:39
召喚師170 發(fā)表于 2020-8-29 14:470 M7 T0 d  F- c/ L4 T. z# B
大俠，這題用虛功原理能否幫我解下,，幾何關系解不出來,，總感覺少了個條件。

3 p5 M" a# D" \' V- D( F不會做,，是求瞬時值吧
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作者: 奔跑的小伙    時間: 2021-1-16 10:25
學習了



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