SlideShare a Scribd company logo
1 of 20
FRAMES AND MACHINES (Section 6.6)
Today’s Objectives:
Students will be able to:
a) Draw the free body diagram of a
frame or machine and its members.
b) Determine the forces acting at the
joints and supports of a frame or
machine.
In-Class Activities:
•Reading quiz
• Applications
• Analysis of a frame/machine
•Concept quiz
• Group problem solving
• Attention quiz
Introduction
6 - 2
• For the equilibrium of structures made of several
connected parts, the internal forces as well the
external forces are considered.
• In the interaction between connected parts,
Newton’s 3rd Law states that the forces of action
and reaction between bodies in contact have the
same magnitude, same line of action, and opposite
sense.
• Three categories of engineering structures are considered:
a) Trusses: formed from two-force members, i.e.,
straight members with end point connections and
forces that act only at these end points.
b) Frames: contain at least one multi-force member, i.e.,
member acted upon by 3 or more forces.
c) Machines: structures containing moving parts
designed to transmit and modify forces.
Provided a frame or machine contains no more supports or members than are
necessary to prevent its collapse, the forces acting at the joints and supports can be
determined by applying the equations of equilibrium to each of its members.
Once these forces are obtained, it is then possible to design the size of the members,
connections, and supports using the theory of mechanics of materials and an
appropriate engineering design code.
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?
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.
FRAMES AND MACHINES: DEFINITIONS
Frames and machines are two common types of structures that
have at least one multi-force member. (Recall that trusses have
nothing but two-force members).
Frames are generally stationary and support external loads.
Machines contain moving parts and are designed to alter the
effect of forces.
READING QUIZ
1. Frames and machines are different as compared to trusses since they
have ___________.
A) only two-force members B) only multiforce members
C) at least one multiforce member D) at least one two-force
member
2. Forces common to any two contacting members act with _______
on the other member.
A) equal magnitudes but opposite sense
B) equal magnitudes and the same sense
C) different magnitudes but opposite sense
D) different magnitudes but the same sense
STEPS FOR ANALYZING A FRAME or MACHINE
1. Draw the FBD of the frame or machine and
its members, as necessary.
Hints:
a) Identify any two-force members, b) Forces
on contacting surfaces (usually between a pin
and a member) are equal and opposite, and,
c) For a joint with more than two members or an
external force, it is advisable to draw a FBD of
the pin.
2. Develop a strategy to apply the equations of
equilibrium to solve for the unknowns.
Problems are going to be challenging since there
are usually several unknowns. A lot of practice
is needed to develop good strategies.
FAB
FAB
Pin B
EXAMPLE
Given: The wall crane supports an
external load of 700 lb.
Find: The force in the cable at the
winch motor W and the
horizontal and vertical
components of the pin
reactions at A, B, C, and D.
Plan:
a) Draw FBDs of the frame’s members and pulleys.
b) Apply the equations of equilibrium and solve for the
unknowns.
EXAMPLE
+  FY = 2 T – 700 = 0
T = 350 lb
FBD of the Pulley E
T T
E
700 lb
Necessary Equations of Equilibrium:
EXAMPLE (continued)
 +  FX = CX – 350 = 0
CX = 350 lb
 +  FY = CY – 350 = 0
CY = 350 lb
 +  FX = – BX + 350 – 350 sin 30° = 0
BX = 175 lb
 +  FY = BY – 350 cos 30° = 0
BY = 303.1 lb
A FBD of pulley B
BY
BX
30°
350 lb
350 lb
B
A FBD of pulley C
C
350 lb
CY
CX
350 lb
EXAMPLE (continued)
Please note that member BD is a two-
force member.
+  MA = TBD sin 45° (4) – 303.1 (4) – 700 (8) = 0
TBD = 2409 lb
 +  FY = AY + 2409 sin 45° – 303.1 – 700 = 0
AY = – 700 lb
 +  FX = AX – 2409 cos 45° + 175 – 350 = 0
AX = 1880 lb
A FBD of member ABC
AX
AY
A 45°
TBD
B
175 lb
303.11 lb
700 lb
350 lb
4 ft 4 ft
EXAMPLE (continued)
At D, the X and Y component are
 + DX = –2409 cos 45° = –1700 lb
 + DY = 2409 sin 45° = 1700 lb
A FBD of member BD
45°
2409 lb
B
2409 lb
D
CONCEPT QUIZ
1. The figures show a frame and its FBDs. If
an additional couple moment is applied
at C, then how will you change the FBD of
member BC at B?
A) No change, still just one force (FAB) at B.
B) Will have two forces, BX and BY, at B.
C) Will have two forces and a moment at B.
D) Will add one moment at B.
2. The figures show a frame and its FBDs.
If an additional force is applied at D, then
how will you change the FBD of member BC at B?
A) No change, still just one force (FAB) at B.
B) Will have two forces, BX and BY, at B.
C) Will have two forces and a moment at B.
D) Will add one moment at B.
CONCEPT QUIZ (continued)
 D
GROUP PROBLEM SOLVING
Given: A frame and loads as shown.
Find: The reactions that the pins
exert on the frame at A, B
and C.
Plan:
a) Draw a FBD of members AB and BC.
b) Apply the equations of equilibrium to each FBD to solve for
the six unknowns. Think about a strategy to easily solve for
the unknowns.
GROUP EXAMPLE (continued)
+  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
Equating moments at A and C to zero, we get:
FBDs of members AB and BC:
BY
B
BX
0.4m
500N
C
0.2m 0.4m
CY
A X
A
B
BY
BX
1000N
AY
45º
0.2m 0.2m
 +  FX = AX – 500 = 0 ; AX = 500 N
 +  FY = AY – 1000 + 500 = 0 ; AY = 500 N
Consider member BC:
 +  FX = 500 – CX = 0 ; CX = 500 N
 +  FY = CY – 500 = 0 ; CY = 500 N
GROUP EXAMPLE (continued)
Applying EofE to bar AB:
FBDs of members AB and BC:
BY
B
BX
0.4m
500N
C
0.2m 0.4m
CY
A X
A
B
BY
BX
1000N
AY
45º
0.2m 0.2m
ATTENTION QUIZ
1. When determining the reactions
at joints A, B, and C, what is the
minimum number of unknowns
for solving this problem?
A) 3 B) 4
C) 5 D) 6
2. For the above problem, imagine that you have drawn a
FBD of member AB. What will be the easiest way to
directly solve for the first unknown?
A)  MC = 0 B)  MB = 0
C)  MA = 0 D)  FX = 0
Determine Forces in Frames & Machines

More Related Content

What's hot

Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019
Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019
Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019hanhha12
 
Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật t...
Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật  t...Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật  t...
Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật t...luanvantrust
 
ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...
ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...
ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...
Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...
Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Tổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mullite
Tổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mulliteTổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mullite
Tổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mullitehttps://www.facebook.com/garmentspace
 
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...https://www.facebook.com/garmentspace
 
Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...
Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...
Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...Dịch vụ viết bài trọn gói ZALO: 0909232620
 
Nghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốt
Nghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốtNghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốt
Nghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốtsphoahoc
 
ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...
ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...
ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...
Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...
Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...TÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấc
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấcNghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấc
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấchttps://www.facebook.com/garmentspace
 
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gaiNghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gaiTÀI LIỆU NGÀNH MAY
 
Nghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùng
Nghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùngNghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùng
Nghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùngluanvantrust
 
báo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đam
báo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đambáo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đam
báo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đamSouji Okita
 

What's hot (20)

Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019
Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019
Đồ án chiết xuất tinh dầu Nghệ từ củ Nghệ vàng Việt Nam _08303812092019
 
Luận án: Biện pháp kỹ thuật để sản xuất lúa chịu mặn ở Quảng Nam
Luận án: Biện pháp kỹ thuật để sản xuất lúa chịu mặn ở Quảng NamLuận án: Biện pháp kỹ thuật để sản xuất lúa chịu mặn ở Quảng Nam
Luận án: Biện pháp kỹ thuật để sản xuất lúa chịu mặn ở Quảng Nam
 
Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật t...
Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật  t...Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật  t...
Nghiên cứu đánh giá dư lượng một số chất kháng sinh trong nước và động vật t...
 
ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...
ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...
ứNg dụng một số phương pháp mô tả nhanh trong phát triển sản phẩm thực phẩm t...
 
Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...
Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...
Nghiên cứu quy trình tạo mầm của hạt đậu trắng và ứng dụng trong sản xuất bột...
 
Tổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mullite
Tổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mulliteTổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mullite
Tổng hợp một số chất màu trên nền tinh thể spinel và mullite
 
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...
Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tách chiết anthocyanin từ hoa bụp...
 
Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...
Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...
Tinh chế và phân tích đặc điểm cấu trúc của fucoidan từ rong nâu - Gửi miễn p...
 
Đặc trưng tương tác plasmonic giữa hạt nano kim loại với quantum dot
Đặc trưng tương tác plasmonic giữa hạt nano kim loại với quantum dotĐặc trưng tương tác plasmonic giữa hạt nano kim loại với quantum dot
Đặc trưng tương tác plasmonic giữa hạt nano kim loại với quantum dot
 
Nghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốt
Nghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốtNghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốt
Nghiên cứu thành phần dịch chiết từ củ cà rốt
 
ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...
ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...
ảNh hưởng của điều kiện sấy phun lên hoạt tính chống oxy hóa của bột sấy phun...
 
Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...
Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...
Khóa luận tốt nghiệp công nghệ sinh học nghiên cứu sản xuất trà túi lọc từ lá...
 
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấc
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấcNghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấc
Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng màng hạt gấc
 
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gaiNghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai
Nghiên cứu hoàn thiện quy trình sản xuất trà túi lọc từ lá gai
 
Luận văn: Tổng hợp nano bạc từ dịch chiết lá chè Truồi và bạc nitrat
Luận văn: Tổng hợp nano bạc từ dịch chiết lá chè Truồi và bạc nitratLuận văn: Tổng hợp nano bạc từ dịch chiết lá chè Truồi và bạc nitrat
Luận văn: Tổng hợp nano bạc từ dịch chiết lá chè Truồi và bạc nitrat
 
Nghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùng
Nghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùngNghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùng
Nghiên cứu các loại thang đo sử dụng trong đánh giá thị hiếu người tiêu dùng
 
Đề tài: Quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây
Đề tài: Quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái câyĐề tài: Quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây
Đề tài: Quá trình lên men nước giải khát từ bánh mỳ hương trái cây
 
Đề Thi HK2 Toán 8 - THPT Nam Sài Gòn
Đề Thi HK2 Toán 8 - THPT Nam Sài GònĐề Thi HK2 Toán 8 - THPT Nam Sài Gòn
Đề Thi HK2 Toán 8 - THPT Nam Sài Gòn
 
báo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đam
báo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đambáo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đam
báo cáo thực tập công nghệ sản xuất nước nha đam
 
Đề tài: Tổng hợp một số dẫn xuất của 3-aminocoumarin, 9đ
Đề tài: Tổng hợp một số dẫn xuất của 3-aminocoumarin, 9đĐề tài: Tổng hợp một số dẫn xuất của 3-aminocoumarin, 9đ
Đề tài: Tổng hợp một số dẫn xuất của 3-aminocoumarin, 9đ
 

Similar to Determine Forces in Frames & Machines

Lecture Statics Analysis of Trusses
Lecture Statics Analysis of TrussesLecture Statics Analysis of Trusses
Lecture Statics Analysis of TrussesNikolai Priezjev
 
Trusses Joints
Trusses JointsTrusses Joints
Trusses JointsAmr Hamed
 
Trusses Joints 2
Trusses Joints 2Trusses Joints 2
Trusses Joints 2Amr Hamed
 
Chapter1 ME slid show (2).pptx
Chapter1 ME slid show (2).pptxChapter1 ME slid show (2).pptx
Chapter1 ME slid show (2).pptxIsIskandar7
 
Trusses The Method Of Sections
Trusses  The Method Of SectionsTrusses  The Method Of Sections
Trusses The Method Of SectionsAmr Hamed
 
Chapter 4_Engineering Structures_Review.pptx
Chapter 4_Engineering Structures_Review.pptxChapter 4_Engineering Structures_Review.pptx
Chapter 4_Engineering Structures_Review.pptxKashifKhan984635
 
Video lectures for mca
Video lectures for mcaVideo lectures for mca
Video lectures for mcaEdhole.com
 
Top school in delhi ncr
Top school in delhi ncrTop school in delhi ncr
Top school in delhi ncrEdhole.com
 
2 d equilibrium-split
2 d equilibrium-split2 d equilibrium-split
2 d equilibrium-splitsharancm2009
 
Trusses Sections
Trusses SectionsTrusses Sections
Trusses SectionsAmr Hamed
 
lecture.20.21.Frames.ppt
lecture.20.21.Frames.pptlecture.20.21.Frames.ppt
lecture.20.21.Frames.pptFabianDuran17
 
intro.ppt
intro.pptintro.ppt
intro.pptanbh30
 
013391545X_section5-3 - 5-4.pptx
013391545X_section5-3 - 5-4.pptx013391545X_section5-3 - 5-4.pptx
013391545X_section5-3 - 5-4.pptxRahulKumar85074
 
L04 5.pdf (trusses)
L04 5.pdf (trusses)L04 5.pdf (trusses)
L04 5.pdf (trusses)nur izzaati
 

Similar to Determine Forces in Frames & Machines (20)

Lecture Statics Analysis of Trusses
Lecture Statics Analysis of TrussesLecture Statics Analysis of Trusses
Lecture Statics Analysis of Trusses
 
Trusses Joints
Trusses JointsTrusses Joints
Trusses Joints
 
Trusses Joints 2
Trusses Joints 2Trusses Joints 2
Trusses Joints 2
 
Ch3
Ch3Ch3
Ch3
 
Chapter1 ME slid show (2).pptx
Chapter1 ME slid show (2).pptxChapter1 ME slid show (2).pptx
Chapter1 ME slid show (2).pptx
 
Trusses The Method Of Sections
Trusses  The Method Of SectionsTrusses  The Method Of Sections
Trusses The Method Of Sections
 
Chapter 4_Engineering Structures_Review.pptx
Chapter 4_Engineering Structures_Review.pptxChapter 4_Engineering Structures_Review.pptx
Chapter 4_Engineering Structures_Review.pptx
 
Video lectures for mca
Video lectures for mcaVideo lectures for mca
Video lectures for mca
 
ENG1040 Lec06
ENG1040 Lec06ENG1040 Lec06
ENG1040 Lec06
 
ME 245_ 2.pptx
ME 245_ 2.pptxME 245_ 2.pptx
ME 245_ 2.pptx
 
Top school in delhi ncr
Top school in delhi ncrTop school in delhi ncr
Top school in delhi ncr
 
2 d equilibrium-split
2 d equilibrium-split2 d equilibrium-split
2 d equilibrium-split
 
Trusses Sections
Trusses SectionsTrusses Sections
Trusses Sections
 
Chapter 01.pdf
Chapter 01.pdfChapter 01.pdf
Chapter 01.pdf
 
lecture.20.21.Frames.ppt
lecture.20.21.Frames.pptlecture.20.21.Frames.ppt
lecture.20.21.Frames.ppt
 
Equilibrium
EquilibriumEquilibrium
Equilibrium
 
Truss problems
Truss problemsTruss problems
Truss problems
 
intro.ppt
intro.pptintro.ppt
intro.ppt
 
013391545X_section5-3 - 5-4.pptx
013391545X_section5-3 - 5-4.pptx013391545X_section5-3 - 5-4.pptx
013391545X_section5-3 - 5-4.pptx
 
L04 5.pdf (trusses)
L04 5.pdf (trusses)L04 5.pdf (trusses)
L04 5.pdf (trusses)
 

Recently uploaded

Study on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube Exchanger
Study on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube ExchangerStudy on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube Exchanger
Study on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube ExchangerAnamika Sarkar
 
CCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdf
CCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdfCCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdf
CCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdfAsst.prof M.Gokilavani
 
HARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IV
HARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IVHARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IV
HARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IVRajaP95
 
(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...ranjana rawat
 
Decoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptx
Decoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptxDecoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptx
Decoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptxJoão Esperancinha
 
VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...
VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...
VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...VICTOR MAESTRE RAMIREZ
 
Past, Present and Future of Generative AI
Past, Present and Future of Generative AIPast, Present and Future of Generative AI
Past, Present and Future of Generative AIabhishek36461
 
power system scada applications and uses
power system scada applications and usespower system scada applications and uses
power system scada applications and usesDevarapalliHaritha
 
Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...
Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...
Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...srsj9000
 
College Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service Nashik
College Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service NashikCollege Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service Nashik
College Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service NashikCall Girls in Nagpur High Profile
 
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...Soham Mondal
 
IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024
IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024
IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024Mark Billinghurst
 
Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...
Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...
Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...VICTOR MAESTRE RAMIREZ
 
High Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
High Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur EscortsHigh Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
High Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur Escortsranjana rawat
 
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptxWhat are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptxwendy cai
 
ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...
ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...
ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...ZTE
 
HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2
HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2
HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2RajaP95
 

Recently uploaded (20)

Study on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube Exchanger
Study on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube ExchangerStudy on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube Exchanger
Study on Air-Water & Water-Water Heat Exchange in a Finned Tube Exchanger
 
CCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdf
CCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdfCCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdf
CCS355 Neural Network & Deep Learning Unit II Notes with Question bank .pdf
 
HARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IV
HARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IVHARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IV
HARMONY IN THE NATURE AND EXISTENCE - Unit-IV
 
(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
(ANVI) Koregaon Park Call Girls Just Call 7001035870 [ Cash on Delivery ] Pun...
 
Decoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptx
Decoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptxDecoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptx
Decoding Kotlin - Your guide to solving the mysterious in Kotlin.pptx
 
VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...
VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...
VICTOR MAESTRE RAMIREZ - Planetary Defender on NASA's Double Asteroid Redirec...
 
young call girls in Rajiv Chowk🔝 9953056974 🔝 Delhi escort Service
young call girls in Rajiv Chowk🔝 9953056974 🔝 Delhi escort Serviceyoung call girls in Rajiv Chowk🔝 9953056974 🔝 Delhi escort Service
young call girls in Rajiv Chowk🔝 9953056974 🔝 Delhi escort Service
 
Past, Present and Future of Generative AI
Past, Present and Future of Generative AIPast, Present and Future of Generative AI
Past, Present and Future of Generative AI
 
🔝9953056974🔝!!-YOUNG call girls in Rajendra Nagar Escort rvice Shot 2000 nigh...
🔝9953056974🔝!!-YOUNG call girls in Rajendra Nagar Escort rvice Shot 2000 nigh...🔝9953056974🔝!!-YOUNG call girls in Rajendra Nagar Escort rvice Shot 2000 nigh...
🔝9953056974🔝!!-YOUNG call girls in Rajendra Nagar Escort rvice Shot 2000 nigh...
 
power system scada applications and uses
power system scada applications and usespower system scada applications and uses
power system scada applications and uses
 
Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...
Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...
Gfe Mayur Vihar Call Girls Service WhatsApp -> 9999965857 Available 24x7 ^ De...
 
College Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service Nashik
College Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service NashikCollege Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service Nashik
College Call Girls Nashik Nehal 7001305949 Independent Escort Service Nashik
 
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
OSVC_Meta-Data based Simulation Automation to overcome Verification Challenge...
 
IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024
IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024
IVE Industry Focused Event - Defence Sector 2024
 
Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...
Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...
Software and Systems Engineering Standards: Verification and Validation of Sy...
 
High Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
High Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur EscortsHigh Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
High Profile Call Girls Nagpur Isha Call 7001035870 Meet With Nagpur Escorts
 
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptxWhat are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
What are the advantages and disadvantages of membrane structures.pptx
 
Call Us -/9953056974- Call Girls In Vikaspuri-/- Delhi NCR
Call Us -/9953056974- Call Girls In Vikaspuri-/- Delhi NCRCall Us -/9953056974- Call Girls In Vikaspuri-/- Delhi NCR
Call Us -/9953056974- Call Girls In Vikaspuri-/- Delhi NCR
 
ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...
ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...
ZXCTN 5804 / ZTE PTN / ZTE POTN / ZTE 5804 PTN / ZTE POTN 5804 ( 100/200 GE Z...
 
HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2
HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2
HARMONY IN THE HUMAN BEING - Unit-II UHV-2
 

Determine Forces in Frames & Machines

  • 1. FRAMES AND MACHINES (Section 6.6) Today’s Objectives: Students will be able to: a) Draw the free body diagram of a frame or machine and its members. b) Determine the forces acting at the joints and supports of a frame or machine. In-Class Activities: •Reading quiz • Applications • Analysis of a frame/machine •Concept quiz • Group problem solving • Attention quiz
  • 2. Introduction 6 - 2 • For the equilibrium of structures made of several connected parts, the internal forces as well the external forces are considered. • In the interaction between connected parts, Newton’s 3rd Law states that the forces of action and reaction between bodies in contact have the same magnitude, same line of action, and opposite sense. • Three categories of engineering structures are considered: a) Trusses: formed from two-force members, i.e., straight members with end point connections and forces that act only at these end points. b) Frames: contain at least one multi-force member, i.e., member acted upon by 3 or more forces. c) Machines: structures containing moving parts designed to transmit and modify forces.
  • 3. Provided a frame or machine contains no more supports or members than are necessary to prevent its collapse, the forces acting at the joints and supports can be determined by applying the equations of equilibrium to each of its members. Once these forces are obtained, it is then possible to design the size of the members, connections, and supports using the theory of mechanics of materials and an appropriate engineering design code.
  • 4. 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?
  • 5. 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.
  • 6. FRAMES AND MACHINES: DEFINITIONS Frames and machines are two common types of structures that have at least one multi-force member. (Recall that trusses have nothing but two-force members). Frames are generally stationary and support external loads. Machines contain moving parts and are designed to alter the effect of forces.
  • 7. READING QUIZ 1. Frames and machines are different as compared to trusses since they have ___________. A) only two-force members B) only multiforce members C) at least one multiforce member D) at least one two-force member 2. Forces common to any two contacting members act with _______ on the other member. A) equal magnitudes but opposite sense B) equal magnitudes and the same sense C) different magnitudes but opposite sense D) different magnitudes but the same sense
  • 8. STEPS FOR ANALYZING A FRAME or MACHINE 1. Draw the FBD of the frame or machine and its members, as necessary. Hints: a) Identify any two-force members, b) Forces on contacting surfaces (usually between a pin and a member) are equal and opposite, and, c) For a joint with more than two members or an external force, it is advisable to draw a FBD of the pin. 2. Develop a strategy to apply the equations of equilibrium to solve for the unknowns. Problems are going to be challenging since there are usually several unknowns. A lot of practice is needed to develop good strategies. FAB FAB Pin B
  • 9. EXAMPLE Given: The wall crane supports an external load of 700 lb. Find: The force in the cable at the winch motor W and the horizontal and vertical components of the pin reactions at A, B, C, and D. Plan: a) Draw FBDs of the frame’s members and pulleys. b) Apply the equations of equilibrium and solve for the unknowns.
  • 10. EXAMPLE +  FY = 2 T – 700 = 0 T = 350 lb FBD of the Pulley E T T E 700 lb Necessary Equations of Equilibrium:
  • 11. EXAMPLE (continued)  +  FX = CX – 350 = 0 CX = 350 lb  +  FY = CY – 350 = 0 CY = 350 lb  +  FX = – BX + 350 – 350 sin 30° = 0 BX = 175 lb  +  FY = BY – 350 cos 30° = 0 BY = 303.1 lb A FBD of pulley B BY BX 30° 350 lb 350 lb B A FBD of pulley C C 350 lb CY CX 350 lb
  • 12. EXAMPLE (continued) Please note that member BD is a two- force member. +  MA = TBD sin 45° (4) – 303.1 (4) – 700 (8) = 0 TBD = 2409 lb  +  FY = AY + 2409 sin 45° – 303.1 – 700 = 0 AY = – 700 lb  +  FX = AX – 2409 cos 45° + 175 – 350 = 0 AX = 1880 lb A FBD of member ABC AX AY A 45° TBD B 175 lb 303.11 lb 700 lb 350 lb 4 ft 4 ft
  • 13. EXAMPLE (continued) At D, the X and Y component are  + DX = –2409 cos 45° = –1700 lb  + DY = 2409 sin 45° = 1700 lb A FBD of member BD 45° 2409 lb B 2409 lb D
  • 14. CONCEPT QUIZ 1. The figures show a frame and its FBDs. If an additional couple moment is applied at C, then how will you change the FBD of member BC at B? A) No change, still just one force (FAB) at B. B) Will have two forces, BX and BY, at B. C) Will have two forces and a moment at B. D) Will add one moment at B.
  • 15. 2. The figures show a frame and its FBDs. If an additional force is applied at D, then how will you change the FBD of member BC at B? A) No change, still just one force (FAB) at B. B) Will have two forces, BX and BY, at B. C) Will have two forces and a moment at B. D) Will add one moment at B. CONCEPT QUIZ (continued)  D
  • 16. GROUP PROBLEM SOLVING Given: A frame and loads as shown. Find: The reactions that the pins exert on the frame at A, B and C. Plan: a) Draw a FBD of members AB and BC. b) Apply the equations of equilibrium to each FBD to solve for the six unknowns. Think about a strategy to easily solve for the unknowns.
  • 17. GROUP EXAMPLE (continued) +  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 Equating moments at A and C to zero, we get: FBDs of members AB and BC: BY B BX 0.4m 500N C 0.2m 0.4m CY A X A B BY BX 1000N AY 45º 0.2m 0.2m
  • 18.  +  FX = AX – 500 = 0 ; AX = 500 N  +  FY = AY – 1000 + 500 = 0 ; AY = 500 N Consider member BC:  +  FX = 500 – CX = 0 ; CX = 500 N  +  FY = CY – 500 = 0 ; CY = 500 N GROUP EXAMPLE (continued) Applying EofE to bar AB: FBDs of members AB and BC: BY B BX 0.4m 500N C 0.2m 0.4m CY A X A B BY BX 1000N AY 45º 0.2m 0.2m
  • 19. ATTENTION QUIZ 1. When determining the reactions at joints A, B, and C, what is the minimum number of unknowns for solving this problem? A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 2. For the above problem, imagine that you have drawn a FBD of member AB. What will be the easiest way to directly solve for the first unknown? A)  MC = 0 B)  MB = 0 C)  MA = 0 D)  FX = 0

Editor's Notes

  1. 1
  2. 4
  3. 5
  4. 6
  5. 7
  6. 8
  7. 9
  8. 10
  9. 11
  10. 12
  11. 13
  12. 14
  13. 15
  14. 16
  15. 17
  16. 18
  17. 19
  18. 20