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力矩分配法

力矩分配法是一種用於分析桿繫結構中超靜定結構的數值漸近方法。它基於位移法,適用於分析連續梁剛架等桿系剛結結構。該方法通過逐次逼近的方式計算桿端彎矩,避免了組成和解算線性方程組的複雜過程。力矩分配法的核心在於分配係數和傳遞係數的正確理解和套用,這些係數與桿件的轉動剛度有關。

力矩分配法的基本原理包括以下幾個步驟:

固定結點:在結點上附加剛臂以控制轉動,計算各桿端由載荷產生的固端彎矩。這些彎矩的代數和稱為不平衡力矩。

放鬆結點:取消剛臂,允許結點轉動,將不平衡力矩按各桿的分配係數分配到各桿的近端,形成分配力矩。

傳遞力矩:根據分配力矩和各桿的傳遞係數,向各桿的遠端傳遞力矩,形成傳遞力矩。

重複計算:重複上述步驟,直到不平衡力矩減小到可以接受的程度。

最終結果:桿端力矩等於固端力矩、分配力矩、傳遞力矩之和。

力矩分配法的特點是其計算結果的精度隨著計算輪次的增加而提高,直至收斂於精確解。這種方法概念清晰,易於手算,且可以直接求得桿端彎矩,而無需計算結點位移。儘管力矩分配法主要適用於只有結點角位移的情況,但它也可以通過引入附加的剪力平衡方程來處理有側移剛架的問題。