工程力学(单辉祖)受力分析.ppt

* 光滑面约束 圆柱铰链约束 辊轴约束 球形铰链约束 轴承约束 固定端约束 * * a、光滑面约束 * * b、光滑圆柱铰链（固定铰支座；中间铰） Y R X Y R X 销钉D C B A II I * * A A A A (a) (b) c、辊轴约束（活动铰支座） R R′ * * d 光滑球铰链 A A FAx FAy FAz (a) (b) * * e 固定端 空间： 平面： * * §1.4 物体的受力分析及受力图 确定研究对象 一、物体受力分析的过程 取分离体 分析受力 画受力图 F1 F2 G N * * 二、受力分析的关键——分析约束力 约束性质； 平衡条件； 作用力和反作用力定律。 * * 2. 柔性约束 ––– 忽略摩擦，将约束视为柔性体。 柔索 W A W T B 弹性支承 F B A R v * * 例1、钢索悬挂装置（不计角钢重量） P O NC C D ND (b) B (c) NC’ C D ND’ NA NB A * * 例1、钢索悬挂装置（不计角钢重量） B NA NB A P O C D (d) 整体受力 * * 例2、悬臂吊车装置 RA O A B P’ YA XA TB’ D TC TB C B * * 例3、 画出图示结构中各构件的受力图(不计自重)。 NCE NEC E C NEC E P1 D NDE SCA SAC NEC P2 XD SCA YD NDE SAC XA YA XD YD YB P1 A B C D E P2 * * P1 A B C D E P2 YA XA YB 整体受力 P1 A B C D E P2 * * 注意：? 拆铰时，应明确销钉位置，最好附在其中某一物件上。 ? 铰处集中力，可放在任一构件上，宜随销钉附在某一构件上。 NEC E P1 D NDE NEC P2 XD SCA YD NDE * 作业 P16 1-1，1-3，1-4 * * * * * 机械工程学院陈家权 * * * * * * * * §0.1 课程的研究对象 构件 杆件 板件 块体 构件——组成工程结构或机械的零部件 * * 杆件的几何特征 形心 轴线 纵截面 横截面 斜截面 * * 外力——周围其它物体对构件的作用，按作用方式 外 力 体积力(Ｎ/m3) 表面力 分布力 集中力(Ｎ) 线分布力(Ｎ/m) 面分布力(Ｎ/m2) §0.2 力及其作用效应 力——物体间的机械作用 * * 在力 的作 用下 物体发生运动状态的改变 ---力的外效应(运动效应) 物体发生形状或尺寸的改变 ---力的内效应（变形效应） 力的作用效应 * * 变形——构件尺寸与形状的变化 弹性变形：外力解除后可以消失的变形。 塑性变形：外力解除后不能消失的变形。 * * 强度失效 刚度失效 稳定性失效 §0.3 构件的三种失效模式 失效或破坏：构件在外力作用下丧失正常功能 * * （1）强度失效 强度：抵抗破坏的能力。 * * （2）刚度失效 刚度：抵抗变形的能力。 * * （3）稳定性失效 稳定性：保持原有变形（平衡）形式的能力。 * * 工程设计的主要任务之一就是：保证构件在确定的外力作用下能够正常工作，而不失效。 * * 分析和确定构件所受各种外力的大小和方向； 研究外力作用下构件的内部受力、变形和失效的规律； 提出保证构件具有足够强度、刚度和稳定性的设计准则和方法。 §0.5 课程主要内容 * * 一、明确学习目的 2. 后继课程的基础； 3. 培养分析问题的能力。 1. 直接解决某些工程实际问题； §0.6 怎样学好工程力学 * * 二、掌握研究方法 实 际 对 象 力 学 模 型 数 学 模 型 数 值 求 解 误 差 检 验 结 果 是 刚 体 变形固体 流 体 否 修改力学模型 * * * * 静力学 研究对象：刚体(Rigid body) * * 研究刚体在力系作用下的平衡规律。 * * §1.1 静力学基本概念 刚体：在力的作用下不变形的物体 变形体：受力后产生变形的物体 B W A C G 若在分析计算时暂时忽略物体受力后的变形，即可把该研究对象“视”为刚体 静力学部分（第一篇）均忽略研究对象的变形问题，即视所研究物体为刚体 * * 刚体的运动形式和自由度 刚体的运动形式 移动 定轴转动 移动＋定轴转动 刚体的自由度 空间6个 平面3个 * * 载荷的种类及作用效应 力 力产生移动效应。单位：N 力偶：一对大小相等，方向相反的力组成（平行且不共线）。力偶产生转动效应。单位：Nm 力矩：一个外力作用下产生的力偶大小。单位： Nm * * 力系：作用在刚体上的若干个力所组成的系统。 等效力系： 若作用在刚体上的力系