Т.М. 16. Принцип возможных перемещений.

Возможным перемещением системы называется совокупность бесконечно малых перемещений точек системы, допускаемых наложенными на систему связей. Возможные перемещения не зависят от приложенных сил, а зависят только от наложенных связей.

Кривошипно-шатунный механизм поршневого двигателя имеет одну степень свободы. Положение всех точек системы зависит от угла поворота ведущего звена ОА. Кривошип ОА закреплен в точке О шарнирно. Возможным перемещением кривошипа ОА будет поворот на бесконечно малый угол . Поршень движется в вертикальных направляющих, следовательно, возможные перемещения точек В и С штока, совершающего поступательное движение, направлены вдоль оси y. Так как возможные перемещения являются бесконечно малыми величинами, их можно считать линейными и направленными по скоростям соответствующих точек. Тогда для нахождения взаимосвязи между возможными перемещениями точек можно использовать метод мгновенного центра скоростей или теорему о проекциях скоростей двух точек на прямую, соединяющую эти точки, т.е. , где .

Идеальными называются наложенные на систему связи, работа реакций которых на возможном перемещении равна нулю. Такими связями являются неподвижная гладкая поверхность, цилиндрические и сферические шарниры, невесомые стержни.

Для того, чтобы механическая система с идеальными связями находилась в равновесии, в данном положении, необходимо и достаточно, чтобы сумма элементарных работ всех активных сил, действующих на систему, на любом возможном перемещении точек системы равнялась нулю. , где - возможное перемещение произвольной точки Мк системы.

Используя принцип возможных перемещений, можно решать следующие задачи:

1) при заданном положении равновесия системы определить силы, действующие на систему, или найти зависимость между этими силами;

2) при заданных силах, действующих на систему, определить положение равновесия этой системы;

3) отбросить связи и, заменив их соответствующими реакциями, определить реакции связей.

При решении задачи необходимо:

1) выделить систему, равновесия которой следует рассмотреть;

2) показать активные силы, действующие на систему;

3) составить уравнение принципа возможных перемещений;

4) решить полученное уравнение относительно искомой величины.