静力学(受力分析).ppt
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静力学(受力分析).ppt
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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,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,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,公理1:
力的平行四边形法则,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。
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:
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。
),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,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。
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。
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。
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,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),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)。
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,FR,FR,滑槽与销钉,2、柔索,FR,特点:
只能受拉,不能受压。
实例:
柔索:
实例,3、光滑圆柱铰链约束,销钉,圆柱销约束力的分析,4、滚动支座,5、固定铰支座,固定铰支座,圆柱铰链和固定铰链支座的进一步说明,
(1)球铰,6、其它约束,盆骨与股骨之间的球铰连接,
(2)止推轴承,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。
受力分析示例
(1),W,取分离体,画受力图,受力分析示例
(2),确定A、B二处的约束力,取分离体,画受力图,A,B,B,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),圆盘的受力图,二力杆(二力构件),BC杆只有两端受力BC杆为二力杆,三力平衡汇交,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,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,内力:
研究对象内部各物体之间的作用力,外力:
研究对象外部的物体对研究对象中各物体的作用力,4、画研究对象受力图时要注意,
(1)只画外力,不画内力,
(2)作用力和反作用力,方向相反,作用在不同物体上。
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- 静力学 分析