起源
早在 2500 多年前，人们在建筑领域里就开始使用起重机械。 自首次使用至今，起重机械一直在不断发展。 为了在没有发动机的情况下移动重物，当时的人们使用了滑轮系统。 其中的一些简单而巧妙的基本原理至今仍在使用。
什么是滑轮系统？
滑轮系统是由绳索和至少一个滑轮构成的组合结构，用来提升重物。 通过使用多个滑轮，可以达到省力和改变用力方向的目的。 滑轮分为定滑轮和动滑轮。轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。反之，轴的位置随被拉物体一起运动的滑轮称为动滑轮。 绳索的拉动位移越大，越省力。
四种典型滑轮系统
下面介绍了四种滑轮系统。文章下方附上模型下载链接。 在模型文件中，为了方便理解，分别有接近真实的结构模型和与其相对应的原理模型。
对于每种系统，都显示如何将 G = 100 N 的重物提升 u = 100 mm 的高度。 这里：
F ... 提升重物所用力，对应于 RFEM 模型中的左下支座
n ... 承重绳索的段数
Δl... 将重物提升高度 u 时所需的绳索拉动位移
对于这四种滑轮系统，绳索的拉动位移公式为 Δl= n·u。
第四种，比例 1 : 1
F = G
Δl= u
第四种，比例 1 : 2
F = 0.5·G
Δl= 2·u
第四种，比例 1 : 3
F = 1/3·G
Δl= 3·u
第四种，比例 1 : 4
F = 1/4·G
Δl= 4·u
在 RFEM 中建模
建模时，绳索必须使用连续的多段线通过至少 3 个节点进行定义。 这样，程序就“知道”它是一个完整的绳索单元。 然后，可以将该多段线定义成类型为“滑轮索”的杆件， 并且至少在该滑轮索的一端必须定义固定铰支座或杆件，以便可以传递所施加的拉力。 因为在类型为“滑轮索”的杆件中的拉力是恒定的，所以在建模过程中无需对其所连接的单元进行进一步定义。 在绳索由垂直状态转变为弯曲状态处，其相邻单元或节点支座会受到随方向改变而变化的力。
在建模时使用了刚性杆件来模拟此处力的传递，以便可以读取例如滑轮系统固定在天花板处的受力。 在动滑轮处设置了额外的支座，以避免发生失稳现象。
所需的绳索拉动距离是通过定义一个强制节点变形来实现的。
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