第1章_工程静力学基础

,第1类习题 画受力图(1),方法1,A处为固定铰链支座，解除约束后，有一个方向未知的约束力，这一约束力可以分解为水平和铅垂方向的两个分力FAx FAy ； B处为辊轴支座，其约束力FB的作用线垂直于支承面。,方法2,第1类习题 画受力图(1),应用三力汇交的平衡原理：,刚体ADCB在A处的一个方向未知的约束力FA、 B处的一个方向已知的约束力FB、主动力F作用下处于平衡，因而三个力的作用线必然汇交于一点C。,第1类习题 画受力图(2),方法1,A处为固定铰链支座，解除约束后，有一个方向未知的约束力，这一约束力可以分解为水平和铅垂方向的两个分力FAx FAy ； B处为辊轴支座，其约束力FB的作用线垂直于支承面。,方法2,第1类习题 画受力图(2),应用三力汇交的平衡原理：,刚体ACB在A处的一个方向未知的约束力FA、 B处的一个方向已知的约束力FB、主动力F作用下处于平衡，因而三个力的作用线必然汇交于一点B。,第1类习题 画受力图(2),常见错误分析,能平衡吗？,一定要根据约束的性质分析约束力！,一定要应用平衡的概念检验结果的正确性。,第1类习题 画受力图(3),本例要确定棘轮的受力。棘轮在A处的一个方向未知的约束力FA、 O处的一个方向已知的约束力FO、主动力W作用下处于平衡。由于FA、 FO的作用线都不能确定，所以不能应用三力汇交的平衡原理。,但是，构件O1A在O1、A二处各有一个方向未知的约束力，根据二力平衡原理，为了保持构件O1A 平衡这两个力的作用线必须沿着O1、A 的连线方向。,第1类习题 画受力图(3),分析了构件O1A的受力后，根据作用与反作用定律即确定棘轮上A 处的约束力FA的方向。,因为C、D、E三处均为铰链约束，所以这三处都有一个方向未知的约束力。,对于DE杆，D、E中间没有外力作用，所以是二力杆，于是可以画出其受力图 。,对于CE杆，C、E二处虽然是铰链约束，但C、E之间有外力F作用，所以不是二力杆。,作用在CE杆的C、E二处约束力，方向可以根据三力平衡汇交确定。,第1类习题 画受力图(4),这里，要注意DE杆与CE杆在E处的受力FE和FE互为作用与反作用。,第1类习题 画受力图(4),对于CD杆，D、C二处的受力，可以，所以根据CE和DE杆在C、D二处的受力以及作用与反作用原理确定。B处为滑动轴承，其约束力FB垂直于CD的轴线方向，即水平方向，A处为止推轴承，该处除了水平约束力FAx外，还有铅垂方向的约束力FAy 。于是可以画出其受力图 。,第1类习题 画受力图(4),首先判断有没有二力杆；,然后判断有没有三力汇交；,注意： 根据约束性质确定约束力,正确应用作用与反作用原理,第1类习题 画受力图(5),思考问题,第1类习题 画受力图(5),图示为一绳索拔桩装置。绳索的E、C两点拴在架子上，点B与拴在桩A上的绳索AB连接，在点D加一铅垂向下的力F，AB可视为铅垂，DB可视为水平。已知= 0.1rad，力F = 800N。试求绳AB中产生的拔桩力（当很小时，tan ）。,解：,1. 选择平衡对象B点，只有未知力；D点，既有未知力又有已知力，但是没有所要求的拔桩力。,第2类习题 受力分析与平衡原理的应用,2. 先考虑D点的平衡，求出FDB；然后再考虑B点的平衡确定拔桩力FAB,根据D点的平衡，,FAB = 100F = 80 kN。,根据B点的平衡，,试求图中所示的力F对点A的力矩,解：,根据力矩矢量形式的定义有,B,其中：rAB为位矢，F为力矢由下式确定,于是，得到,第3类习题 力矩的概念与计算,齿轮箱两个外伸轴上作用的力偶如图所示。为保持齿轮箱平衡，试求螺栓A、B处所提供的约束力的铅垂分力。,根据力偶系的合成结果，作用在齿轮箱的两个外加力偶可以合成一个力偶。,解：,根据力偶的平衡理论，力偶只