¿Cuál es la indeterminación cinemática de la estructura de armadura y marco en 3D?

Para los ingenieros no civiles, permítanme explicar la pregunta antes de dar una respuesta al póster original.

Un marco o una armadura es un conjunto de miembros estructurales lineales.

Un marco 2d o truss 2D tiene todos los miembros en un plano.

Un marco 3D o truss 3D tiene miembros que no están en un plano y se ramifican en todas las direcciones.

En un truss, los miembros están sometidos únicamente a tensión o compresión. Todas las articulaciones están “articuladas”.

En un marco, los miembros están sujetos a tensión o compresión y, adicionalmente, a momentos de flexión y fuerzas de corte.

La indeterminación cinemática es simplemente un término más técnico para el número total de posibles formas en que las articulaciones en un marco o armadura pueden moverse.

En un truss 2D, las uniones solo pueden moverse horizontal o verticalmente, pero solo en un plano. (direcciones de los ejes xey en el sistema de coordenadas cartesianas)

En un truss 3D, las juntas pueden moverse horizontalmente, verticalmente y también perpendicularmente, es decir. ejes x, y y z

En un marco 2D, las juntas pueden moverse horizontalmente, verticalmente y también rotar en el plano del marco.

en un marco 3D (también llamado marco espacial), las juntas se mueven linealmente en las direcciones x, y y z y también giran alrededor de los tres ejes, es decir, hay 6 movimientos posibles de cada junta cuando se carga el marco.

La indeterminación cinemática de una estructura es el “número total de grados de libertad” que es el total de los movimientos de todas las articulaciones de la estructura.

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Al cartel original.

La indeterminación cinemática de un 2D o 3D se determina a partir de la fórmula:

para cuadros 2D: 3xNj -Nr (donde Nr debe ser> = 3)

para cuadros 3D: 6xNj – Nr (donde Nr debe ser> = 6)

para trusses 2D: 2xNj -Nr (donde Nr debe ser> = 3)

para trusse 3D: 3xNj – Nr (donde Nr debe ser> = 6)

Nj = número de articulaciones

Nr = Número de restricciones

x indica el signo de multiplicación.

El requisito de que Nr sea más de 3 o 6 es que la estructura (2D o 3D) sea estable.

Todas las articulaciones en una estructura esquelética no pueden moverse libremente. Algunas juntas deben ser forzadas a ‘no moverse’ (es decir, “mantenerse en posición” o de lo contrario la estructura se “escapará” o “colapsará” cuando se apliquen fuerzas a la estructura.

Espero que esto ayude.

GV