静力学受力分析ppt课件.ppt

1 第一篇静力学 二 静力学研究的主要内容 研究力系的合成和简化 研究受力物体的平衡规律 一 静力学 研究物体在力系作用下的平衡条件的科学 引言 2 4 力系 1 平衡 2 力是矢量 3 力的单位 N 牛顿 kN 千牛 三 几个重要的基本概念 物体相对于惯性坐标系 工程中通常指地面 保持静止或匀速直线运动 平面力系 空间力系 力的三要素 大小 方向 作用线 平衡力系 等效力系 合力 3 1 1静力学公理 公理1 力的平行四边形法则 公理2 二力平衡公理 特例 二力构件 二力杆 公理3 加减平衡力系公理 公理4 作用与反作用定律 公理5 刚化原理 推理1 力的可传性定理 推理2 三力平衡汇交定理 第一章静力学公理及物体的受力分析 4 公理1 力的平行四边形法则 5 公理1 力的平行四边形法则 三角形法则 将各分力首尾相连 然后从起点 终点 得到合力 6 力的分解 同样要根据平行四边形法则 显然 力的分解是不确定的 欲得到唯一的分解结果 必须附加一定的条件 正交分解 7 特例 二力构件 二力杆 公理2 二力平衡公理 刚体上仅作用两个力时 平衡的充要条件为 这两个力大小相等 方向相反 位于同一直线上 8 公理3 加减平衡力系公理 推理1 力的可传性定理 在作用于刚体的已知力系上 加上或减去任意一个平衡力系 不会改变原力系对刚体的作用效应 作用在刚体上的力 可沿其作用线移动 不改变它对刚体的作用 9 推理2 三力平衡汇交定理 O A B C 刚体在三个力作用下处于平衡状态时 若其中两个力相交于一点 则另一个力也必通过此点 且三个力必处于同一平面内 推理2的作用 当知道刚体只作用三个力时 可根据已知的两个力 确定第三个力的方向 10 公理4 作用与反作用定律 作用力和反作用力 1 P和P 2 FN和FN 两物体之间的相互作用力 作用力和反作用力 总是同时存在的 两力大小相等 方向相反 沿同一直线 但这两个力分别作用于两个物体上 所以 这一对力不是一组平衡力 11 公理5 刚化原理变形体在某一力系作用下处于平衡 若将该物体刚化为刚体 则平衡状态保持不变 该公理的作用为 刚体静力学的结果可用于变形体 12 1 2约束和约束力 一 有关概念 自由体 约束力 约束对被约束体 研究对象 的作用力 约束力的方向 与该约束所阻碍的位移方向相反 非自由体 被约束体 研究对象 约束 约束体 对被约束体 研究对象 的位移起限制作用的周围物体 13 二 平面问题中的几种常见的约束 1 光滑接触面约束 光滑 实例 接触面之间无摩擦 约束力 作用于接触点 沿二个接触面的公法线方向 若为尖点和面的接触 则沿该面的法线方向 14 光滑接触面约束 约束力作用于接触点 沿二个接触面的公法线方向 若为尖点和面的接触 则沿该面的法线方向 15 16 光滑接触面约束 约束力 作用于接触点 沿二个接触面的公法线方向 17 FR 18 FR 滑槽与销钉 19 2 柔索 FR 特点 只能受拉 不能受压 实例 20 柔索 实例 21 3 光滑圆柱铰链约束 销钉 22 圆柱销约束力的分析 23 24 4 滚动支座 25 5 固定铰支座 26 固定铰支座 27 圆柱铰链和固定铰链支座的进一步说明 28 29 30 31 1 球铰 6 其它约束 32 盆骨与股骨之间的球铰连接 33 2 止推轴承 34 1 3研究对象 分离体 受力图 受力分析 过程与方法 确定研究对象 取分离体 根据约束性质确定约束力 画受力图 35 受力分析示例 1 36 W 取分离体 37 画受力图 38 受力分析示例 2 确定A B二处的约束力 39 取分离体 画受力图 A B B 40 2 比较AB杆与BC杆的受力 1 画出圆盘的受力图 受力分析示例 3 41 圆盘的受力图 42 43 二力杆 二力构件 BC杆只有两端受力 BC杆为二力杆 44 三力平衡汇交 45 研究对象 分离体 受力图小结 1 受力分析 过程与方法 1 确定研究对象 2 取隔离体 3 根据约束性质确定约束反力 4 画受力图 包括 主动力和约束反力 特别注意 判别 二力杆 判别 三力汇交平衡 46 2 明确研究对象 研究对象的选取 要根据解题的需要 合理选择 研究对象可以是单个物体 可以是由几个物体构成的子系统 也可以是整体 3 画研究对象受力图时要画上 1 作用在研究对象上的所有主动力 2 作用在研究对象上的所有约束反力 约束反力要画在被约束体和约束的接触处 用约束反力代替原先的约束 约束力的方向与所阻碍的位移方向相反 47 内力 研究对象内部各物体之间的作用力 外力 研究对象外部的