工程中有些结构,作用在所分析受力对象上未知力的数目,多于静力平衡方程的数目。这时,仅凭静力平衡方程无法确定全部未知力。这种问题称为静不定问题。
举个例子,比如下图所示的直杆,A点为固定铰支座,B点为滑动铰支座。因此直杆受到三个约束力的作用,可以用三个平衡方程求出所有的未知力。
如果把B点换成固定铰支座,那么直杆就会受到四个约束力的作用。而平衡方程只有三个,就不能求出全部的约束力了。
对于静不定问题,在求解时需要补充方程,才能使方程的数目等于未知量的数目。静不定问题超出了理论力学的范围,在后续的材料力学、结构力学中才能研究。
静定:当系统中的未知量的数目等于独立平衡方程的数目时,所有的未知量都能由平衡方程求出。即仅用平衡方程可以确定全部内力和约束力。
静不定:当系统中的未知量数目多于平衡方程的数目,仅通过平衡方程不能完全确定未知量。即用平衡方程式,不能够决定作用在一个结构上的反应力。
假设给研究对象施加一任意其它的外力,研究对象若仍然能够保持平衡,则是静定,若失去平衡,则是静不定。
扩展资料
材料力学在生活中的应用十分广泛。大到机械中的各种机器,建筑中的各个结构,小到生活中的塑料食品包装,很小的日用品。各种物件都要符合它的强度、刚度、稳定性要求才能够安全、正常工作,所以材料力学就显得尤为重要。
在工程中,静不定结构得到广泛应用,如桁架结构。静不定问题的另一重要特征是,温度的变化以及制造误差也会在静不定结构中产生应力,这些应力称为热应力与预应力。
为了避免出现过高的热应力,蒸汽管道中有时设置伸缩节,钢轨在两段接头之间预留一定量的缝隙等等,以削弱热膨胀所受的限制,降低温度应力。
在工程中实际中,常利用预应力进行某些构件的装配,例如将轮圈套装在轮毂上,或提高某些构件承载能力,例如预应力混凝土构件。
参考资料来源:百度百科--静定结构
参考资料来源:百度百科--静不定
参考资料来源:百度百科--静不定结构