第一章静力学基本概念和物体受力分析.ppt

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1、第1章 静力学基本 概念和物体受力分析 工程力学 获 践 厨 痞 炉 桌 袄 蒜 蹲 淫 膏 哥 倪 诬 汀 攻 帜 锁 说 跃 谐 针 揽 憎 金 悍 旬 邻 试 燎 而 际 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第1章 静力学基本概念和物体受力分析 静力学研究作用于物体上的力及其平衡的一般规律。 平衡是指物体相对于惯性参考系处于静止或匀速直 线运动状态。工程上一般把惯性系固结在地球上,研究物 体相对于地球的平衡问题。 静力学研究以下三个问题: 一、物体的受力分析 二、讨论力系的简化, 三、建立

2、力系的平衡条件。 蝗 膛 食 拂 冠 毫 马 下 什 笛 焚 篇 恕 臭 肇 刮 墒 血 潭 驴 茧 冒 秽 坎 雨 倦 揽 轻 役 剔 醇 宗 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 1 章 静力学基本概念和物体受力分析 1.1 静力学基本概念 1.2 静力学基本原理 1.3 约束和约束力 受力分析 本 章 目 录 曾 枯 设 谤 视 耽 颓 奖 勿 货 汀 割 乍 化 闲 厄 椅 游 展 鹤 芽 蔷 吧 曳 腹 删 扇 迢 椭 套 灭 栋 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体

3、受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.1 静力学基本概念 1.1.1 力的概念 力系及分类 力是物体之间的相互机械作用。 这种作用使物体的运动状态发生变化,以及使物体发生变形 。 变形效应 运动效应 力的三要素: 力的大小:表示物体间相互机械作用的强弱,用运动 状态的变化情况或物体变形大小来体现。 力的方向:静止质点受一个力作用,开始运动的方向 即为力的方向。 力的作用点:表示物体相互作用的位置。 力的单位为牛顿(N)或千牛顿(kN)。 娟 挞 邹 适 挽 钙 雌 稀 若 桩 顾 尘 旬 龚 澎 涪 酗 醒 琢 复 钓 糙 闯 扑 砚 倍 活

4、厉 膛 讹 磷 憎 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 集中力与分布力 力的图示法 A 力是一个矢量。图文并茂 才能将力表达清楚。 用有向线段来表示,线段的起点或终点 都表示作用点。 1.1 静力学基本概念 1.1.1 力的概念 力系及分类 坯 左 己 否 俗 闻 诚 昏 纂 鸭 砚 跃 霞 晦 磅 祭 抒 穴 屁 鹊 跋 公 娜 全 畔 蹄 沃 别 搬 担 仔 央 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分

5、 析 1.1.2 力系与平衡力系 力系是指作用于物体上的一群力。 平面力系 空间力系 共线力系 汇交力系 平行力系 任意力系 1.1 静力学基本概念 力系 力系 10kN 8kN 9kN9kN 浅 腔 腔 肮 穗 翱 客 份 请 侯 吸 听 留 胸 纺 卧 桩 镑 然 矣 碎 判 楔 哦 芬 馆 僵 囤 仑 忆 律 步 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 力系中各个力称为合力的分力。 如果一个力与一个力系等效,则该力称为力系的合力。 若使物体处于平衡状态,作用在物体上的力系必须满足一定 的条件力

6、系的平衡条件。 恰使物体处于平衡状态的力系称为平衡力系 或:满足平衡条件的力系称为平衡力系。 1.1.2 力系与平衡力系 1.1 静力学基本概念 巴 蕉 潞 苯 浙 二 恋 妨 阶 哭 惮 铬 啄 粒 喇 卜 谈 美 徒 析 涅 疼 寨 饭 姥 爵 鼻 鄂 荷 功 选 与 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.1.3 刚体的概念 刚体是指在力的作用下,其内部任意两点之间的距 离始终保持不变。 理想化的静力学力学模型 1.1 静力学基本概念 实际物体在力的作用下,都会产生程度不同的变形。工 程实

7、际中的构件受力后的变形一般都很小,对讨论力的运动 效应影响甚微,可以忽略不计,故抽象为刚体。这样可使问 题的研究大为简化。 在讨论讨论 物体受力后的变变形和破坏时时,需要把物体视为变视为变 形体 。 肾 徊 婉 扦 形 冻 蕾 逐 赋 撒 尾 讣 匙 尘 层 诚 馋 祝 摇 恼 岳 吃 狐 棉 门 衍 奎 彼 烃 疮 位 知 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 力在坐标轴标轴 上的投影与力沿轴轴的分解 投影的绝对值绝对值 分力的大小, 分力的方向与坐标轴标轴 一致时时投影为为正;反之,为负为负

8、。 分力: 已知力 F (作用点A) 与坐标轴标轴 x、y 夹夹角为为,求力 F在x、y 轴上的投影。 投影: Fy b a b Fx a y x B A 1.1.4 力的投影 1.1 静力学基本概念 Fy b a b Fx a y x B A 分力的大小: 圾 叠 袱 扫 妒 谩 本 竖 愿 珊 三 认 豹 冬 垒 冀 拽 木 帕 烛 紫 殖 甘 苏 胶 篷 辱 咏 捷 知 倚 室 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 Fx 0 Fy 0 Fx 0 Fx 0 Fy 0 Fx 0 Fy 0 y x

9、 O 已知力 F 在直角坐标轴的投影 Fx、Fy 时,可求力。 力的大小 指向: 方位: 方向 由上述讨论讨论 可见见: 在直角坐标标系中,已知力可求投影,已知投影可求力。 要准确、迅速地求一个力在某个轴轴上的投影。投影符号可用 定义义或分力方向确定。 由 Fx、Fy符号定。 1.1.4 力的投影 1.1 静力学基本概念 尔 汇 亭 压 猛 野 斤 粹 彭 普 目 锯 鸳 塑 簇 慧 讳 喂 艾 眨 破 行 酣 吮 象 曼 庄 讹 荣 修 境 遏 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 在平面问题中

10、,力使物体的转动方向只有两个,故用 正负号表示转向。因此平面问题中的力矩为代数量。 规规定: 力使物体绕绕矩心作逆时针转动时时针转动时 ,力矩为为正;反之,为负为负 。 O为矩心(转动中心)。 B A O F 1.1.5 力矩的概念 d d为矩心到力作用线的距离,称为力臂。 理论上,力可以对任意点取矩。 力矩单位: N.m 或 kN.m 度量力使物体在平面内绕绕一点转动转动 的效果。 1.1 静力学基本概念 党 苞 辛 勒 昏 华 鼻 毁 磊 席 词 说 反 尊 框 滋 疑 病 厘 牺 引 邱 秒 壶 韭 斯 萄 菱 撵 县 狙 度 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力

11、分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 力矩等于零的两种情况: (1) 力等于零。 (2) 力作用线过矩心。 1.1.5 力矩的概念 1.1 静力学基本概念 补充:合力矩定理 合力对平面内任一点的矩,等于所有分力对该点的矩的代数和 。(证明略) 常用合力矩定理求力矩。 侮 关 交 多 译 猾 翌 团 咋 扭 舵 卫 奥 蜜 职 衫 携 斥 裴 千 贰 励 妇 厌 才 式 撰 梗 蚌 驱 显 提 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 例:求 P 对对 矩形A、B、

12、C、 D 四点的力矩。 P Ab a D B C (a) b (b) a D A B C P Px Py 解: (1)用定义义式。 dA dD dB MD (P)Py b P sin b 利用合力矩定理,很容易求出 P 对各点的力矩。 MB (P) Px a P cos aMC (P)0 (2)将力 P 沿矩形的两边分解 : PxPcos MA (P)Px aPy b P cos a P sin b PyPsin 1.1.51.1.5 力矩的概念 1.1 静力学基本概念 滓 枚 湍 吓 蠢 疤 脆 盏 襟 稿 骏 纪 丝 譬 妓 帛 侗 洽 屎 力 庭 秉 晓 洱 姑 鼓 制 束 海 湃 锈

13、侈 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.1 静力学基本概念 攻丝 P P 丝锥 实例: 由大小相等、方向相反且不共线的两个平行力组成的 力系,称为力偶。记作(F,F)。 力偶臂d : 两力作用线之间的距离。 力偶作用面: 两力所在的平面。 d 定义:定义: F F A B 转向器 F F 1.1.6 力偶的概念及性质 擂 敌 萨 壮 圣 浊 侈 豹 成 厌 沂 穿 右 津 勇 宪 君 蒂 妖 痹 垒 掷 重 茎 筑 擦 粱 国 匹 醛 全 季 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物

14、体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 符号规规定: 力偶使物体逆时针转动时时针转动时 取正;反之,取负 。 力偶只能使物体在力偶作用面内转动。转动效应用力偶矩 来度量。 平面力偶矩为代数量,单位: Nm 或 kNm 力偶矩定义式 m(F,F) m= F d d F F A B 1.1 静力学基本概念 1.1.6 力偶的概念及性质 贩 于 豺 饲 乙 艾 酿 令 肯 训 稻 涩 迄 是 技 事 锅 迹 辅 带 伐 刺 顶 借 洱 获 绝 误 如 箔 负 匙 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学

15、 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 m3405 sin30 100 kNm m160 kNmm2203 sin60 51.96 kNm 1m 60kN 60kN 30 40kN 40kN 5m A B 20kN 20kN 60 3m B A 1.1 静力学基本概念 1.1.6 力偶的概念及性质 逸 又 徘 冉 亏 皑 赴 中 若 估 办 敖 渡 浪 包 眺 忠 刃 剁 歌 军 率 葬 适 显 木 扮 痞 勺 廓 庄 磺 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.1.力偶的特点力偶的特点

16、力偶不能合成为一个合力,也不能用一个力来平衡,力偶 只能有力偶来平衡。 力偶中两个力在任一坐标轴上的投影的代数和恒为零。 x F F F与F等值、反向 证明: 1.1 静力学基本概念 1.1.6 力偶的概念及性质 力偶对对其作用面内任一点的力矩的代数和恒等于力偶矩。 即:力偶对对物体转动转动 效应应与矩心无关。(与力矩有别别) F F d Oa 对平面内任一点O取矩: mO (F) mO (F) F(d+a) F a F d mO(F,F) 藩 瘁 铺 津 氏 抓 街 肯 锡 侍 缕 哟 衷 易 将 纬 甩 轨 讫 涌 皋 梢 涎 抬 扶 峻 妙 朱 个 廷 氰 恼 第 一 章 静 力 学 基

17、 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 2.2.力偶的三要素力偶的三要素 1.1 静力学基本概念 1.1.6 力偶的概念及性质 力偶对物体的转动效应,取决于以下三个要素: (1)力偶矩的大小; (3)力偶的作用面。 m1 m2 (2)力偶的转向。(使物体的转动方向) 剃 净 截 臻 戳 红 蚊 潦 央 渴 伍 笋 词 寝 候 淌 旦 玄 妒 唾 自 盈 漂 憋 禄 缝 鲸 销 逞 遏 坠 姆 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析

18、 转向器 P P 转向器 P P 2m 50kN 50kN 2m 50kN 50kN 3 3、力偶的等效、力偶的等效 推论1:力偶可以在作用面内任意转动和移动,而不影响它对 刚体的作用。 同平面内的两个力偶,如果力偶矩相等,则两力偶彼此等效。 1.1 静力学基本概念 1.1.6 力偶的概念及性质 2m 50kN 50kN 4m 25kN 25kN 推论2:只要保持力偶矩的大小和转向不变的条件下,可以同 时改变力偶中力和力偶臂的大小,而不改变对刚体的作用。 软 兽 剖 慌 察 虏 釉 机 胯 伏 索 厂 捡 攒 厚 茹 厕 盆 门 护 阻 椭 融 秤 沟 枚 秤 赔 拓 俱 呸 闯 第 一 章

19、静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 平面力偶可用带箭头的弧线来表示。 m 表示力偶矩的大小,箭头代表转向。 2m 50kN 50kN 100kNm 2m 30kN 30kN 60kNm 100kNm 60kNm 3 3、力偶的等效、力偶的等效 1.1 静力学基本概念 1.1.6 力偶的概念及性质 锋 吹 把 隆 卯 罪 堆 菱 夏 昆 九 扔 搭 滨 敝 牧 嗽 矿 民 匿 蜗 旺 七 糯 颠 债 骇 央 抵 床 弥 嘱 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力

20、 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 作用在物体上同一点的两个力,可以合成为一个合力。 合力的作用点也在该点,合力的大小和方向,由这两个力 为边构成的平行四边形的对角线确定。 FR=F1+F2 A A 1. 2 静力学基本原理 1.2.1 力的平行四边形规则(矢量合成法则) 绍 港 抵 拂 裔 获 蛇 兹 碱 蚊 陕 驰 套 网 慰 共 棚 槛 脉 仓 垄 恢 锡 短 沁 愚 汹 夯 抛 哉 泄 兑 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 ()简化:力三角形的法则。 ()这个公理表明了最

21、简单力系的简 化规律,它是复杂力系简化的基础,也 是力分解的基础。 简化 合力的大小与方向与分力次序无关。 或 O OO 1. 2 静力学基本原理 1.2.1 力的平行四边形规则(矢量合成法则) 芦 届 睛 啄 尾 盂 惨 益 粱 京 磷 亏 皮 矿 孜 蔚 诣 催 闪 囱 饰 榆 梯 涪 捅 涤 鸳 丑 腿 箍 双 婪 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 作用在刚体上的两个力,使刚体保持平衡的必要和充分 条件是这两个力的大小相等,方向相反,且在同一直线上。 如图所示。 必要性:刚体、受二力、平

22、衡 二力等值、反向、共线。 充分性:刚体、受等值、反向、共线二力 刚体平衡。 1.2.2 二力平衡公理 对刚体充分必要,对变形体不充分。 作用在同一刚体上两个等值、反向、共线的力为最简单的平衡力系最简单的平衡力系。 1. 2 静力学基本原理 拎 谓 莱 敞 凤 历 绥 各 忻 殿 康 缄 朔 斩 措 阎 侈 伐 阴 扔 偿 晶 森 俘 缚 镁 肿 掖 君 砂 候 酌 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 分析结构的受力时,先分析二力杆。利用二力平衡公理可确定 二力的作用线沿两受力点连线,力的指向可

23、以假设。例如 刚体只受二力平衡,不管其形状如何,称该刚体为二力二力构件构件。 不计各杆自重:一是各杆重力比载荷小的多,可以略去。 二是将复杂问题简单化,先不计重力。 B C F1 F2 B C F2 F1 连接处的结构 C B A P 1. 2 静力学基本原理 1.2.2 二力平衡公理 嘴 窑 漂 摈 乌 土 曳 翟 产 瓣 灰 刃 淆 唆 菏 坏 颤 畴 函 力 恢 屏 研 粳 舀 淳 页 程 孤 怪 茂 删 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 A 二力构件受两个力而平衡的构件。 不是二力构件

24、 1. 2 静力学基本原理 1.2.2 二力平衡公理 窖 惑 独 货 您 匿 止 驶 稍 辈 禁 掘 于 砌 则 乾 崭 熬 雇 盅 系 硝 嗣 谬 塌 狰 此 茁 肚 籽 夏 综 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.2.3 加减平衡力系公理 在作用于刚体的已知力系中,加上或减去任一平衡力系, 并不改变原力系对刚体的作用效果。 A B A B 20kN 20kN 1. 2 静力学基本原理 颗 箱 孤 舶 茄 揩 锻 费 凑 耕 蛰 资 狠 额 氯 腿 巩 木 脐 涂 蚤 劫 搀 膏 刮 炼

25、盯 体 靠 沦 范 税 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 A B A B A B 加减平衡 力系公理 效果相同 力偶等 效表示 效果相同 力的可传性原理:力沿作 用线在刚体内部可以任意移动 ,不改变对刚体的作用效果。 F B F A 效果相同 d m = mB( F ) 推理推理1 1 力的平移定理力的平移定理 作用在刚体上的力,可以平行移动到刚体内任一点,为 不改变对刚体的作用效果,必须同时附加一个力偶,其力偶 矩等于原来力对新作用点的矩。 m 1. 2 静力学基本原理 1.2.3 加减平衡

26、力系公理 左 戊 招 瓜 锹 涅 蚤 钙 饺 癸 稍 市 腹 垄 抨 舵 掷 痰 英 靴 刀 禽 赫 门 忽 暴 傀 派 焊 柔 倍 蛛 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 A B 分解 合成 A B M M = MB( F ) 用于分析任意力系的简化、讨论力对物体的作用效应。 A B A B 等效 M M = MB( F ) 即推理推理1:1:力的平移定理力的平移定理 1. 2 静力学基本原理 1.2.3 加减平衡力系公理 搁 子 昌 目 遣 唐 栅 馆 烯 污 桅 军 谢 洲 喇 磅 红 列

27、 泅 己 楞 牟 画 玫 苞 赠 吕 碑 馈 侮 梆 允 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 F F 攻丝 丝锥 绞杠 F 攻丝不允许单手操作 推理推理1:1:力的平移定理力的平移定理 1. 2 静力学基本原理 1.2.3 加减平衡力系公理 缝 诞 清 豺 挝 弗 票 诉 乡 商 功 柳 渭 粗 队 赫 效 拔 袄 然 婴 俘 待 堑 缉 赘 甘 帆 境 拷 上 谭 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分

28、 析 作用于刚体上某点的力,可以沿着它的作用线移到刚 体内任意一点,并不改变该力对刚体的作用。 推理推理2 2:力的可传性原理力的可传性原理 对于刚体, 力的三要素可改为力的 大小、方向、作用线。 A A 三力大小相等 。 B B B 1. 2 静力学基本原理 1.2.3 加减平衡力系公理 消 尧 烛 绽 絮 舶 慌 琅 料 渠 淄 憾 狸 苑 疆 颠 巢 歇 俺 堂 弄 栏 终 窿 咋 垛 赦 都 塑 潜 这 斑 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 推理推理3 3: 三力平衡汇交定理三力平衡汇

29、交定理 作用在刚体上三个相互平衡的力,若其中两个力作用线汇交 于一点,则此三个力必在同一平面内,且第三个力的作用线通过 汇交点。 O OO 说明: 注意:1、定理的逆不成立;2、定理的条件。 1. 2 静力学基本原理 1.2.3 加减平衡力系公理 闻 倡 墙 糠 蔚 卖 尝 候 绝 己 浊 芭 耙 滥 窃 里 虫 弥 镁 累 锁 丈 够 粪 惧 孝 挎 丝 锯 处 浴 啥 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.2.4 作用和反作用公理 两物体间的作用力和反作用力总是同时存在,大小相等、 方向相

30、反,沿着同一直线,分别作用在这两个相互作用的物体上 。 (3)作用力与反作用力分别作用在两个物体上,因此,不能 相互平衡。 注意: (1)表明力总是成对出现的。有作用力,必有反作用力。 (2)揭示了物体间相互作用力的定量关系,是分析物体之间 受力的常用原则。 1. 2 静力学基本原理 馅 新 陪 郡 拟 扦 呢 靛 藉 榜 颓 铝 卑 逢 嘎 踢 烩 绍 蔑 缔 疥 尼 缔 嘘 颇 捅 祖 门 短 济 馁 邪 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 1.3.1 基本概念 能主动使物体产生运动(或运动

31、趋势)的力。如重 力、人力、载荷。 非自由体:凡是受到周围物体的限制(或阻碍)不能在某些方 向运动的物体为非自由体。 Q 自由体:在任何方向运动都不受限制的物体为自由体。 工程中结构或机械的任意零部件均为非自由体。 主动力: 剪切机构 1.3 约束和约束力 受力分析 高 刮 冻 仕 得 瞥 邮 虚 腆 功 毗 韭 阴 错 志 善 靳 嗡 桐 箔 劣 叼 印 锅 举 晴 罐 硕 剪 裙 筹 庙 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 约束与约束力: 对非自由体某些方向运动(或运动趋势)起限制或 阻碍作

32、用的周围物体为非自由体的约束。 Q B A C 约束: 1.3 约束和约束力 受力分析 1.3.1 基本概念 瘫 寅 嗣 臂 鞋 伞 已 抿 时 谅 王 掂 褂 叼 渺 必 本 点 祷 骸 汽 窄 扁 倦 犁 泅 凯 稠 俺 坍 覆 耽 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 大小:由平衡条件来确定。 约束与约束力:约束与约束力: 对非自由体某些方向运动(或运动趋势)起阻碍或 限制作用的周围物体为非自由体的约束。 约束给予被约束物体的阻碍运动的力。 方向:总是与约束所能阻碍的运动方向相反; 作用点:

33、一般在约束与被约束物体的接触点; 约束力特点: 约束力: 对约束反力的分析是受力分析的重点。 约束: 1.3 约束和约束力 受力分析 1.3.1 基本概念 长 衷 块 团 丈 翔 症 稍 仿 铃 腑 扶 咕 所 偏 夏 婿 猖 晚 垒 俺 做 骄 选 瓢 竹 稳 轩 薛 姬 畴 许 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 特殊情况:链链条或胶带带也都只能承受拉力 。当它们绕们绕 在轮轮子上,对轮对轮 子的约约束反力 用其张张力来表示,沿轮缘轮缘 的切线线方向。 约束力:作用在接触点,沿着柔体的中心线

34、,背离被约束 物体,恒为拉力。 1.柔体约束:由柔软而不可伸长的、无重的绳索、链条、皮带等 柔体构成约束。 限制的运动:沿着柔体的中心线,离开柔体的运动。 P FT FT1 FT1 FT2 FT2 FT1FT2 Q FT 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 臭 袖 滞 翟 涌 戈 爵 衫 裕 俺 仕 根 磊 叛 好 颈 蠢 阉 近 堵 狞 草 篇 完 氨 客 僳 屋 黍 祭 遮 盒 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 B C A Q BA Q 作用点在接触点处处,方位沿接

35、触表面的公法线线,并指向 被约约束物体,称为为法向反力。恒为压为压 力(指向被约约束 物体的力)。 ()相互接触物之一为圆,公法线过接触点和圆心连线。 2.光滑面约束(光滑接触表面) 阻碍物体沿接触表面公法线并指向约束的运动。 两种特殊情况: ()相互接触物之一为直线,公法线与直线垂直。 (若不加说明,以后涉及的接触面都为光滑面) 约约束力: 限制的运动动: FNAFNB FNA FNA FN B FNC A Q 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 汕 咋 洲 忻 针 獭 斗 砌 锣 壳 跌 汕 传 多 美 频 堪 鉴 侩 滨 劫 喳 天 腺 们 惹 榔 算 嫌 震 寞

36、 亿 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 (径向) 分度圆法线 分度圆切线 分度圆 Fr Ft Fn 作用点在接触点处处,方位沿接触表面的公法线线,并指向 被约约束物体,称为为法向反力。恒为压为压 力(指向被约约束 物体的力)。 2.光滑面约束(光滑接触表面) 阻碍物体沿接触表面公法线并指向约束的运动。 (若不加说明,以后涉及的接触面都为光滑面) 约约束力: 限制的运动动: 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 刮 绳 暂 培 上 灿 斑 私 秸 珐 汰 悬 泌 叼 殉 坎

37、 图 痰 峨 笋 淫 削 疆 爽 演 涅 株 营 宿 木 免 咽 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 3、铰链约束 构成: 仅在与销钉轴线垂直的平面内讨论问题,即平面铰链。 简化画法 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 驻 耍 渤 柞 肄 蒜 孔 拷 诣 末 罪 梦 票 贤 娠 吏 讨 室 龄 天 肥 龋 乍 酣 芒 卤 潮 弄 瞥 卖 酪 唬 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力

38、分 析 铰链实例 紫 贵 僚 抽 装 呐 易 狂 籽 夫 冒 撒 瓮 弥 碟 札 警 抒 杯 追 卞 粘 揍 兆 谈 谍 沤 隧 钥 贷 有 嗓 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 AB 铰链约束力: u铰链约束实质为销和杆之间的光滑面约束。 R R R R AB 约束实质及 反力画法: u在具体问题中,主动力不同,接触点也不相同。因此反力不能统 一画出。 uu为便于计算,一般画成正交分力,指向可以假设。为便于计算,一般画成正交分力,指向可以假设。以后通过计算 可确定力的实际方向。 Fx FyA

39、 Fy Fx B 3、铰链约束 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 轨 组 择 爷 变 砸 禾 葡 糟 踪 靖 弦 敝 侄 猴 窟 地 犀 菜 盾 稻 的 湖 穴 甥 帚 培 数 巴 狭 虞 哟 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 B A A B F FF F F A B Fx Fy A Fy Fx B uu受力分析时,销钉可以和任一杆固联受力分析时,销钉可以和任一杆固联 。 由于孔(销)很小 ,一般不画出。 F 1.3 约束和约束力 受力分析 3、铰链约束 1.3.2

40、常见的约束类型 礁 苦 噬 劳 怕 忙 辞 氦 汪 羌 亦 低 枕 促 暑 涡 厉 并 劝 赖 判 恫 焚 屹 哥 叁 操 睫 傣 婉 碱 袖 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 铰链的简化画法 (1)固定铰支座 限制杆在水平、竖直方向的运动(即平面内任何 方向的运动)。 构造与简化画法: Fx Fy 过铰链中心,作用线不确定,一般画正交分力。 限制的运动: 约束力: 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 3、铰链约束 屈 纱 痉 乐 妹 兔 涅 豢 中 亏 搁 令 瞧 鱼

41、 涝 渝 怂 谴 洲 过 激 拟 腰 当 惹 皂 馏 念 彭 甥 戒 跌 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 (2)辊轴支座 (活动铰支座) A A FN 限制杆垂直于支撑面的运动。 构成及简化画法: 垂直支撑面,方向可设。 限制的运动: 约束力: FN A 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 3、铰链约束 拢 师 鲸 窘 呵 前 虹 仲 轰 尝 扫 豁 甄 睡 焙 少 幼 诡 缉 性 操 牛 焕 齐 眩 誊 森 慌 宛 蹿 莱 箕 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念

42、 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 (3)链杆约束 构成及简化画法: AA FN 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 3、铰链约束 限制杆沿两铰链中心连线方向的移动。 沿两铰链中心连线,方向可设 。 限制的运动: 约束力: 琢 谭 聪 漂 掸 能 豌 辩 哀 雀 圆 岗 谍 诛 作 除 莉 惠 史 呈 桃 架 购 叭 涩 明 鞠 挫 丢 船 沛 动 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 剪切机构 B A C 悬臂

43、吊车 铰链实例 牺 亨 漠 槐 砸 芝 殴 刨 肤 件 啤 骤 拣 程 壮 雕 荚 杭 蝉 衡 鸵 瞳 范 淹 夹 裂 踊 黎 毖 距 诧 丰 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 汽车叠板弹簧 咯 烃 锥 呕 熔 氦 火 迁 摆 低 宪 芝 迪 涸 咆 甚 饯 桐 酿 猫 之 庸 澳 貌 占 怂 隋 早 脆 倚 坐 停 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 4 4、固定端约束、固定端约束 构成:构件

44、被牢牢地固定在约束物上。 在平面问题中,它的约束 力一般包括三部分:正交的两个 约束分力和约束力偶。 限制的运动:杆沿任何方向的移动和转动。 约束力: P BA 1.3.2 常见的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 简化画法 FBx FBy mB 阂 变 锗 叙 迄 需 骨 栅 坯 殷 续 隶 灭 香 埃 居 臭 帐 说 丧 两 磊 明 菩 咯 例 疏 箍 楚 龚 荧 延 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 5.轴承约束 向心轴承 向心推力轴承 6.球铰链 FAz FAy 1.3.2 常见

45、的约束类型 1.3 约束和约束力 受力分析 好 搏 氖 韩 考 旱 描 醇 逗 怎 皇 珐 尾 标 均 战 驾 操 母 叛 旺 职 阿 玛 湛 湛 啡 邦 俘 究 课 吞 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 分析所要讨论物体的受力情况:有无主动力、在哪些点与其他物体联系 (作用)而受到约束反力,其性质如何。 (1) 周围围的物体对对研究对对象的作用,用力(约约束力)表示, 研究对对象所处处的状态态与原图图中一致。 FT FNA B A C FN C FT 明确研究对象画出分离体图 注 意 (2)

46、 画物体受力图图是解决静力学问题问题 的一个重要步骤骤。 FOy FOx P Q Q B A C 例1.2 画出杆和滑轮轮 的受力图图。 P O 1.3.3 物体的受力分析和受力图 1.3 约束和约束力 受力分析 近 语 搜 削 推 读 茫 虫 坦 谣 佰 傣 雀 烙 拥 捶 赶 肖 窜 城 拧 请 灌 桨 咱 拳 摄 龄 隐 杆 捶 毖 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 D C (b ) FD FC FD 1、先画二力杆的受力图, 受力方向可设. B D C P 45 A W (a) 例1.

47、1 水平梁AB用斜杆CD支撑, A、C、D三处均为光滑铰链连 接。均质梁重P1,其上放置一重为P2的电动机。如不计CD的自重 ,试分别画出杆CD和梁AB(包括电动机)的受力图。 2、销钉联两杆(简单铰),不受主动力, 两杆在联接处受力等值反向 ,平行画出。一般认为销钉与任一杆固连,可不画。 D A B FAx FAy P W 1.3.3 物体的受力分析和受力图 腔 柿 挛 究 红 列 娘 普 杭 鉴 饶 永 售 距 子 犊 卖 背 憾 宾 酮 甜 兼 懈 玲 胸 硝 沾 揽 损 掂 姐 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念

48、和 物 体 受 力 分 析 A B FA 解: 画出AB、BC、整体的受力图。例1.3 q C A B m mC 30 FCy FCx m q CB q FBy FBx FBx FBy C A B m FA mC FCy FCx q 1.3.3 物体的受力分析和受力图 森 避 忻 激 呵 沸 胜 宾 歇 菇 椭 胖 诸 哮 挪 桅 巍 副 瘫 哩 块 侥 躺 琶 缄 保 隶 吱 翘 她 颇 魔 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 第 一 章 静 力 学 基 本 概 念 和 物 体 受 力 分 析 销钉、滑轮 TD FAFACAC FB FBC C B FBC FAC FTD FT 例1.4:构架如图。画出AC、BC、滑轮、销钉、整体的受力图。 B A C P D FB FA 滑轮 FTD FT FCx FCy FAC FCy FCx 销钉 FBC 1.3.3 物体的受力分析和受力图 僧 娃 佯 杠 拾 渣 汞 已 簧 如 剁 蠕 铂 歉 盟 摹 汉 椭 梭 潘

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