430201 Engineering Statics

1. 430201 Engineering Statics (สถิตยศาสตร์วิศวกรรม)

2. สรุปบทที่ 6/2

3. Start of the Lecture 14

4. 6.6 Frames and Machines โครงเฟรม (frame) และเครื่องมือกล (machine) มักจะประกอบด้วยชิ้นส่วนที่ถูกกระทำโดยแรงมากกว่าสองแรง (multi-force member) และเชื่อมต่อกันด้วยใช้หมุด (pin) โครงเฟรมมักจะไม่มีการเคลื่อนที่เมื่อถูกใช้ในการรองรับแรงกระทำ เครื่องมือกลประกอบด้วยชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ได้ และถูกออกแบบให้ทำการถ่ายแรงหรือเปลี่ยนผลที่เกิดจากแรงกระทำเพื่อช่วยในการผ่อนแรง

5. APPLICATIONS Frames are commonly used to support various external loads. How is a frame different than a truss? How can you determine the forces at the joints and supports of a frame?

6. APPLICATIONS (continued) Machines, like these above, are used in a variety of applications. How are they different from trusses and frames? How can you determine the loads at the joints and supports? These forces and moments are required when designing the machine members.

7. Pin B FAB ขั้นตอนในการวิเคราะห์ 1. เขียน FBD ของเฟรม/เครื่องมือกลและชิ้นส่วนที่จำเป็น 1.a ระบุชิ้นส่วนที่เป็น two-force member 1.b แรงที่จุดเชื่อมต่อ/จุดสัมผัสมีค่าเท่ากัน แต่มีทิศตรงกันข้าม 1.c สำหรับจุดเชื่อมต่อที่ถูกกระทำโดยแรง/มีชิ้นส่วนมากกว่าสองชิ้นมาเชื่อมต่อให้เขียน FBD ของหมุด 2. ประยุกต์ใช้สมการความสมดุล เพื่อหาแรงที่ไม่ทราบค่า FAB 2.a รวม moment (ควรทำที่จุดที่มีจำนวนแรงที่ไม่ทราบค่าสองแรง) 2.b ถ้าแรงที่คำนวณได้มีค่าเป็นลบ แรงดังกล่าวจะมีทิศตรงกันข้ามกับที่ได้สมมุติไว้

8. D C C B B A 750 N การเขียน FBD ของเฟรม/เครื่องมือกลและชิ้นส่วน T Ax Ay 750 N

9. Ax Ay T 750 N Cx Bx Cy T By Cy T 750 N 750 N Cx Bx By

10. ตัวอย่างที่ 6-6 จงหาแรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่จุดรองรับของคาน เมื่อจุดรองรับ A และ C เป็นล้อเลื่อน จุดรองรับ B เป็นหมุด และจุดเชื่อมต่อ D เป็น hinge 1.เขียน FBD ในการหาแรงปฏิกิริยา เราควรใช้ FBD ของส่วนไหนของคานก่อน?

11. 2. ใช้สมการความสมดุลหาแรงปฏิกิริยา

13. EXAMPLE จงหาแรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่จุดรองรับของ frame 2000 N 2 m 2 m C B 3 m จากรูป ชิ้นส่วน ABเป็นชิ้นส่วนแบบใด? 60o A

14. 1.เขียน FBD 2. ใช้สมการความสมดุลหาแรงปฏิกิริยา 2000 N Cy 2 m 2 m Cx FAB 60o

15. ตัวอย่างที่ 6-7 จงหาแรงที่เกิดขึ้นในแท่งเหล็ก AB และแรงปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่จุดรองรับ C เนื่องจากมวลขนาด 500 kg กระทำต่อ crane 1.เขียน FBD จากรูป ชิ้นส่วน ABและ BC เป็นชิ้นส่วนแบบใด?

16. 2. ใช้สมการความสมดุลหาแรงปฏิกิริยา

18. ตัวอย่างที่ 6-8 จงหาแรงที่เกิดขึ้นในกระบอกไฮดรอลิค EF และ AD เมื่อขาตักของรถตักมีมวล 1250 kg และมีจุด center of gravity ที่ G กำหนดให้ชุดเชื่อมต่อทั้งหมดเป็นหมุด (pin)

19. 0.25 m 1.5 m F 0.25 m 30o D C H 10o B E 2 m 60o 0.5 m A G Assume EF is perpendicular to FH at F.

20. 1.5 sin 30o 2 m 0.5 m FBD ของ ของชิ้นส่วน FHG F FEF Hx Hy G 1250 (9.81) N

21. FBD ของ ของชิ้นส่วน CEFHG 1.5 m F 0.25 m Cy 30o D H C 10o E Cx 40o 2 m 0.5 m FAD G 1250 (9.81) N

22. EXAMPLE P A B C H D F G E 1 in P 16 in 4 in 2 in

23. P By Bx Dx D Dy By C Bx FCG 1000 lb

24. BC:

25. AD:

26. EXAMPLE Find the force the vice grip exerts on the smooth bolt at A. 5 lb B D 0.75 in A 1 in E C 20o 3 in 5 lb 1 in 1.5 in

27. FCD tan-1(1.75/3)=30.26o Ex E C Ey 3 in 5 lb 1 in

28. By 1.5 in 20o B FA Bx 0.75 in 1.75 in Ex = 34.29 lb Ey 5 lb A force multiplier or mechanical advantage of over 7 to 1!

29. GROUP PROBLEM SOLVING จงหาแรงปฏิกิริยาที่หมุด A, BและC 1.เขียน FBD B B Y Y B B B X X B 0.4m 500N 1000N A Ax 45º C Cx 0.4m 0.2m 0.2m 0.2m C Ay Y

30. B B Y Y B B B X X B 0.4m 500N 1000N A Ax 45º C Cx 0.4m 0.2m 0.2m 0.2m C Ay Y +  MA = BX (0.4) + BY (0.4) – 1000 (0.2) = 0 +  MC = BX (0.4) + BY (0.6) + 500 (0.2) = 0 BY = 0 and BX = 500 N 2. ใช้สมการความสมดุล

31. B B Y Y B B B X X B 0.4m 500N 1000N A Ax 45º C Cx 0.4m 0.2m 0.2m 0.2m C Ay Y Member AB: • +  FX = AX– 500 = 0 ; AX = 500 N  +  FY = AY– 1000 + 500 = 0 ; AY = 500 N Member BC: • +  FX = 500 – CX = 0 ; CX = 500 N  +  FY = CY– 500 = 0 ; CY = 500 N

32. End of the Lecture