در این بخش مطالبی در رابطه با آموزش تحلیل خرپا به روش مقطع و مفصل، تحلیل خرپا به روش گره، نحوه تحلیل خرپاها، عضوهای صفر نیرویی و ... ارائه شده است.
مطالعه کنید: نحوه حل مسائل و تمرینات خرپا در درس استاتیک و ایستایی
در همین سایت ایران مدرس مقالات بسیار خوبی در زمینه یادگیری بهتر استاتیک به صورت کلی و همچنین در رابطه با نحوه یادگیری مبحث خرپا در درس استاتیک و ایستایی ارائه شده است. به عنوان مثال، مطالعه مقاله چگونه استاتیک بخوانیم و آن را یاد بگیریم و پاس کنیم؟ در این زمینه بسیار مفید است.
در عین حال، برای یادگیری استاتیک و مبحث خرپا جزوات بسیار خوبی هم در همین سایت ارائه شده است. اگر در جستجوی جزوه تحلیل خرپا هستید، جزوات دانلود خرپا و دانلود جزوه استاتیک: خرپا می تواند برای شما مفید و موثر باشد. نکته دیگر اینکه در همین سایت نمونه سوالات امتحانی خوبی برای درس استاتیک ارائه شده است و در نمونه سوالات ارائه شده از بحث خرپا هم می توانید سوالاتی را مشاهده نمائید.
به عنوان مثال می توانید بر روی لینک دانلود رایگان نمونه سوال امتحانی درس استاتیک رشته مهندسی مکانیک یا دانلود رایگان نمونه سوالات امتحانی درس استاتیک مقطع دانشگاه کلیک کنید تا سوالات امتحانی استاتیک و خرپا را به صورت رایگان دانلود نمائید.
برای تحلیل خرپا به صورت کلی دو روش وجود دارد که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرد. این روش ها به روش های گره (مفصل) و مقطع زدن (یا برش زدن) معروف هستند. هدف از تحلیل خرپا در حقیقت بدست آوردن نیروهایی است که به عضوهای خرپا اعمال می گردد. یعنی باید نیروهای داخلی تمامی عضوهای خرپا را بدست آوریم تا مطمئن شویم واماندگی برای آن اتفاق نمی افتد.
در خرپاها عضوهایی وجود دارند که با بارگذاری فعلی خرپا هیچ نیرویی تحمل نمی کنند و به آنها عضوهای صفر نیرویی می گویند. البته عضوهای صفر نیرویی عضوهای اضافه نیستند و اگر بارگذاری اعمال به خرپا تغییر کند ممکن است چنین عضوهایی هم نیرو تحمل کنند. به صورت کلی هدف از تحلیل خرپا این است که مطمئن شویم نیرو در همه عضوهای خرپا در حد منطقی و مناسبی قرار دارد به گونه ای که واماندگی برای خرپا اتفاق نمی افتد. دقت کنید که عضوهای خرپا فقط نیروی محوری تحمل می کنند و یا تحت کشش هستند یا تحت فشار.
مطالعه این مقاله هم مفید است: نحوه حل مسائل خرپا از درس استاتیک با روش های گره و برش زدن
آموزش تحلیل خرپا به روش مقطع
در روش مقطع زدن به این ترتیب عمل می کنیم که یک برش فرضی در نظر گرفته و بخشی از خرپا را به عنوان جسم آزاد در نظر می گیریم. در ادامه معادلات تعادل برای آن بخش از خرپا نوشته شده و نیرو در عضوهای مد نظر بدست می آید. باید توجه شود که در روش برش زدن، مقطعی که زده می شود عضو یا عضوهایی را که می خواهیم نیروی آن عضو را بدست آوریم قطع کند و تا جایی که ممکن است حداکثر 3 عضو را قطع نماید. البته این نکات برای حالت دو بعدی است. چون در حالت دو بعدی برای یک جسم آزاد بیشتر از 3 معادله تعادل نمی توان نوشت و در نتیجه باید برش و مقطعی که زده می شود حداکثر 3 عضو را قطع نماید تا مجهولات از معادلات بیشتر نگردد.
البته در حالت های خاصی و در بعضی از مثال هایی که در کتاب های استاتیک مریام و بیرجانسون ارائه شده است ممکن است بعضا بتوان برشی زد که بیش از 3 عضور را قطع کند و با این وجود بتوان مسئله را هم حل کرد. البته این موارد استثنا است و قاعده کلی بهتر است تا جایی که ممکن است در نظر گرفته شود. در روش مقطع و حتی در روش گره برای خرپاها در بیشتر موارد لازم است در ابتدای کار عکس العمل تکیه گاهها را بدست آورد و در مواردی هم لازم نیست. برای اینکه بتوانید تحلیل خرپا را به روش مقطع خوب انجام دهید باید بر استفاده از معادلات تعادل استاتیک مسلط باشید.
مشاهده فیلم آموزشی - نحوه استفاده از روش برش زدن و مقطع زدن برای تحلیل خرپا هم مفید است.
جزوه دانلود جزوه استاتیک: تعادل برای یادگیری مبحث تعادل مناسب است.
آموزش تحلیل خرپا به روش مفصل یا گره
روش دیگری هم برای تحلیل خرپاها وجود دارد که به روش مفصل یا گره معروف است. این روش البته به اندازه روش قبلی پربازده نیست و معمولا زمانی مورد استفاده قرار می گیرد که بخواهیم نیرو در همه ی عضوهای خرپا را بدست بیاوریم. اگر در چند عضو مشخص محاسبه نیرو مورد نظر باشد روش مقطع مناسب تر است. برای یادگیری بهتر مبحث خرپا یا هر مبحث دیگری از درس استاتیک می توانید از اساتید تدریس خصوصی فعال در این زمینه هم کمک بگیرید (مشاهده اساتید تدریس خصوصی استاتیک).
در روش گره یا مفصل به این ترتیب عمل می کنیم که در ابتدا دنبال گرهی می گردیم که حداکثر دو عضو با نیروی مجهول به آن وصل شده باشد. چون در این روش برای هر گره حداکثر دو معادله تعادل (تعادل راستای x و راستای y) را می توان نوشت. در نتیجه گرهی که بررسی می کنیم نباید بیش از دو مجهول داشته باشد. برای آن گره معادلات تعادل را می نویسیم و نیروهای مجهول را بدست می آوریم. نیروها را در ابتدای کار کششی در نظر می گیریم و اگر علامت منفی بدست آمد مشخص می شود که فرض ما اشتباه بوده است. پس از آن سراغ مفصل یا گره بعدی می رویم و به این ترتیب گره به گره حرکت می کنیم و برای هر گره معادلات تعادل را می نویسیم تا در نهایت نیروی تمامی عضوهای خرپا بدست آید. روش گره روند مشخصی دارد و تحلیل خرپا با استفاده از آن راحت است. ولی همانطور که گفت کم بازده بوده و زمان زیادی را می گیرد.
نحوه یادگیری مبحث خرپا در درس استاتیک و ایستایی
منبع: ایران مدرس
