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虛功法
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虛功法
(method of
virtual work)
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用途
- 虛功法對由 許多相連 的構件所組成的機構之平衡問題 , 特別有效
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虛位移
(virtual displacement)
- 在 時間凍結 下 , 系統之 假想 微小 位移量 , 稱為虛位移
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虛功原理
(principle of virtual work)
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虛功
- 一作用力在虛位移期間所作的功稱為虛功
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靜平衡
- 若系統處於靜平衡狀態,則合力為零
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虛功原理
- 對於滿足拘束條件之虛位移,
可將外力分為活性力(active forces)及拘束力(constrain forces) ,
因拘束力所作之總虛功必爲零,所以活性力所作之總虛功為零
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優點
- (1)不需經由自由體圖來建立外力間之關係。
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(2)不需考慮拘束力。
- 拘束力不作功
- (3)可用於保守力場及非保守力場。
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步驟
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選取系統之"廣義座標"
- 通常是θ
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給定"作功力作用點"之位置座標
- 定點為參考點
- 標示成廣義座標函數
- 函數全微分
- 代入虛功原理
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最小位能原理
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虛功原理之變化型
- 對於一靜平衡之保守系統 , 由功能原理知δWc=-δV
- 且由虛功原理知δWc=0 ,所以可得δV=0
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其中
- q為系統之廣義座標
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穩定性分析
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穩定平衡(stable equilibrium)
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不穩定平衡(unstable equilibrium)
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中性平衡(neutral equilibrium)