机械基础 作者 贺汉明 绪论及第一章.ppt

第一节　静力分析基础 3.铰链约束 (1)连接铰链(中间铰链)约束　两构件用圆柱形销钉连接且均不固定，即构成连接铰链，其约束力用两个通过铰链中心的正交分力FCx和FCy表示，如图1-10b所示。 图1-10　连接铰链(中间铰链)约束 第一节　静力分析基础 图1-11　固定铰链实物 (2)固定铰链支座约束　如果连接铰链中有一个构件与地基或机架相连，便构成固定铰链支座，如图1-11所示，其简化画法如图1-12所示，其约束力仍用两个正交的分力FCx和FCy表示，如图1-13所示。 第一节　静力分析基础 图1-12　固定铰链简化画法 图1-13　固定铰链受力图 第一节　静力分析基础 图1-14　活动铰链a)活动铰链示意图　b)简化画法　c)受力图 (3)活动铰链支座约束　活动铰链支座在桥梁、屋架等工程结构中经常采用。 在铰链支座的底部安装一排滚轮，可使支座沿固定支承面移动，如图1-14a所示，这种支座的约束性质与光滑面约束相同，其约束力必垂直于支承面，且通过铰链中心，如图1-14c所示。其简化画法如图1-14b所示。 第一节　静力分析基础 4.固定端约束，如图1-15所示 图1-15　固定端约束a)刀架对车刀的约束　b)对工件的约束　c)固定端约束的简化画法 第一节　静力分析基础 六、受力图以及受力分析 在工程实际中，常常需要对结构系统中的某一物体或几个物体进行力学计算。 1)确定研究对象并分离。 2)作出分离体的主动力。 3)在分离体上解除约束的地方画出相应的约束力，用约束力代替约束。 第二节　力矩和力偶 一、力对点的矩 人们在实际经验中体会到，力对物体的作用，不仅可以使物体运动，还可以使物体转动，如图1?18所示。 图1-18　撬钉子 第二节　力矩和力偶 图1-19　扳手拧螺母 现在我们以图1-19所示的扳手拧螺母为例来说明力矩的概念 第二节　力矩和力偶 二、合力矩定理 合力矩定理，表述如下：合力对平面上任一点的力矩等于分力对该点的力矩的代数和，公式表述为： 第二节　力矩和力偶 三、力矩的平衡条件在日常生活和生产中，常会遇到一些绕定点（定轴）转动的物体平衡的情况。 第二节　力矩和力偶 图1-21　杠杆原理 我们用图1-21所示的杠杆为例研究平衡条件。 第二节　力矩和力偶 四、力偶的定义与性质 (一)力偶的概念 在实践中，常可以看到物体受到两个大小相等、方向相反，不在同一作用线上的平行力使物体转动的情况，如图1?22、图1?23所示。 图1-22　 攻螺纹 图1-23　转向盘 第二节　力矩和力偶 (二)力偶的主要性质 性质1　力偶所包含的两个力既不平衡，也无合力，而且不能用一个力来平衡，是一种基本力系，对刚体只能产生转动的效果。 性质2　力偶对其作用面内任意一点之矩，恒等于力偶矩，而与矩心的位置无关，即图1-24所示的三个力偶的作用效果是一样的。 性质3　力偶对刚体的转动效应取决于力偶的三要素：力偶矩的大小、力偶的转向和力偶作用面的方位。 图1-24　力偶的等效性 第二节　力矩和力偶 五、平面力偶系的合成与平衡条件 平面力偶系的合成结果为一个合力偶，合力偶的力偶矩等于各分力偶的力偶矩的代数 　平面力偶系的平衡条件为： *第三节　平面力系的简化 一、平面力系的分类平面力系是指各力的作用线都在同一平面内的力系。1.平面汇交力系 如图1-26所示的重物对吊钩的拉力TA和TB与吊绳对吊钩的拉力T三个力相交于C点，则该力系就是平面汇交力系。 图1-26　平面汇交力系 *第三节　平面力系的简化 2.平面平行力系 图1-27　平面平行力系 如图1-27所示的起重设备，作用在上面的5个力的作用线相互平行 *第三节　平面力系的简化 图1-28　平面任意力系 3.平面任意力系 若力系中各力的作用线既不完全交于一点也不完全相互平行，是呈任意分布的力系，这样的力系称为平面一般力系或者平面任意力系(图1-28） *第三节　平面力系的简化 图1-29　几何法求合力 二、平面汇交力系合成与平衡的几何法 如图1?29a所示的物体在O点受到4个相交分力的作用，现用几何法求出其合力。 *第三节　平面力系的简化 三、平面汇交力系合成与平衡的解析法 平面汇交力系合成与平衡的几何法虽然比较简易，但是作图要十分准确，否则将会引起比较大的误差，工程中更常用的方法是解析法。 *第三节　平面力系的简化 1.力的分解2.力在正交坐标系的投影与力的解析表达式 图1-31　力在坐标轴上的投影 如图1-31所示，在直角坐标系Oxy平面中，有一已知力F，此力与x轴的夹角为α，从力F的两端A、B分别向x、y轴作垂线，得到线