汽车机械基础 课件 1.3平面力系及平衡

汽车机械基础课程学习平台学银在线/detail/241541013中国大学MOOC/course/WXIC-10023760031.11.21.31.4静力学基础知识力矩与力偶平面力系及平衡静力学基本概念和公理、约束和约束反力、受力分析与受力图平面汇交力系合成与平衡的几何法、解析法平面平行力系和平面力偶系合成与平衡的几何法、解析法力的平移定理、平面任意力系的简化方法力矩、力偶及其性质、合力矩定理项目一汽车构件力学分析材料力学基础知识拉压、剪切、弯曲、扭转1.2平面汇交力系能力目标：能够列出平面汇交力系平衡方程并求解未知量汽车制动机构受力大小求解汽车制动机构,如图所示，若已知司机踩在制动蹬上的力P，如何求解下面拉杆所受的力。任务导入P

246ACBOED要研究汽车机械的受力问题，建立汽车机械在力的作用下的平衡问题，首先要对汽车机械进行受力分析，再建立平衡方程进行求解。任务分析汽车制动机构受力大小求解P

246ACBOED汇交力系——各力的作用线汇交于一点的力系。平面力系—各力的作用线处在同一平面内的力系。

空间力系—各力的作用线不处在同一平面内的力系。

任意力系——各力的作用线不相交且不平行的力系。平行力系——各力的作用线相互平行的力系。力系的分类1.力的三角形法则：添加标题一平面汇交力系合成与平衡的几何法力的三角形法则实质上是力的平行四边形法则的另一种表达方式2.力的多边形法则：添加标题一平面汇交力系合成与平衡的几何法AF2F1F4F3RF1BF2CF3DF4EA表达式：F1、F2、F3、F4为平面汇交力系把各力首尾相接，形成一条有向折线段（力链）。加上一封闭边，就得到一个多边形，称为力多边形。3.平面汇交力系的平衡

该力系的力多边形自行闭合，即力系中各力的矢量和等于零。

在平衡情况下，合力为零。力多边形中最后一个力的终点与第一个力的起点重合。汇交力系平衡的充要几何条件：表达式：一平面汇交力系合成与平衡的几何法JNDKSBPI

(c)A60ºPB30ºaaC(a)NB(b)BNADAC60º30ºPEPNBNA60º30ºHK(c)解：(1)取梁AB作为研究对象。(2)画出受力图。(3)应用平衡条件画出P、NA和NB的闭合力三角形。选定力的比例尺1cm=10KN，作力P的平行线EH，根据比例尺，EH长度等于2cm，过H点作NA的平行线HK,过E点作NB的平行线EK，两线相较于K点。得到封闭的力的三角形。根据力多边形法则，各力矢量首尾相连接，可确定NA和NB的指向。测量出HK和EK的长度，经比例尺换算可以得出NA=17.3kN，NB=10kN

例题1

水平梁AB中点C作用着力P，其大小等于20kN，方向与梁的轴线成60º角，支承情况如图(a)所示，试求固定铰链支座A和活动铰链支座B的反力。梁的自重不计。

一平面汇交力系合成与平衡的几何法一平面汇交力系合成与平衡的几何法O

PASBBNDD

(b)JNDKSBPI

(c)解：(1)取制动蹬ABD作为研究对象。(2)画出受力图。P

246ACBOED(a)(3)应用平衡条件画出P、SB和ND的闭和力三角形。例题2图示是汽车制动机构的一部分。司机踩到制动蹬上的力P=212N，方向与水平面成

=45

角。当平衡时，BC水平，AD铅直，试求拉杆所受的力。已知EA=24cm，DE=6cm点E在铅直线DA上，又B、C、D都是光滑铰链，机构的自重不计。（5）代入数据求得：

FB=750N。（4）由几何关系得：

由力三角形可得：O

PASBBNDD

(b)JNDKSBPI

(c)一平面汇交力系合成与平衡的几何法二平面汇交力系合成与平衡的解析法1.力的分解及投影：力的分解把一个力沿两个已知方向分解，求这两个分力大小

力在直角坐标轴上的投影力的投影方程式二平面汇交力系合成与平衡的解析法力系中所有各力在各个坐标轴中每一轴上的投影的代数和分别等于零。平面汇交力系的平衡方程:2.汇交力系平衡的充要解析条件解：(1)取节点B作为研究对象。(2)画出受力图（b）。例题3图示是一个简易的起重机。利用铰车绕过定滑轮B的绳子吊起一重G=20kN的货物，滑轮由两端铰链的水平杠杆AB和斜杠杆BC支持于点B(图(a))。不计铰车的自重，不计滑轮B的大小，试求杆AB和BC所受的力。二平面汇交力系合成与平衡的解析法30°30°BPACaFBCFABxy30°bB30°GT二平面汇交力系合成与平衡的解析法(3)列出平衡方程：(4)联立求解，得

FBCFABxy30°bB30°GT约束反力FAB为负值，说明该力实际指向与图上假定指向相反。即杆AB实际上受拉力。约束反力FBC为正值，说明