第3章力的简化和平衡要点解析.ppt

②取吊车梁,画受力图. 解得 ③取右边刚架,画受力图. 解得 解得 ④对整体图 3.3 平面任意力系平衡方程的应用 求解物系平衡问题注意： 一、适当选取研究对象及顺序， 二、受力分析要准确， 三、平衡方程形式的运用， 四、坐标轴、矩心的选取。 三、静定与静不定问题的概念 当：独立方程数目≥未知数数目时，是静定问题（可求解） 独立方程数目未知数数目时，是静不定问题（超静定问题） 静定（未知数2个） 静不定（未知数3个） 3.3 平面任意力系平衡方程的应用 3.3 平面任意力系平衡方程的应用 3.4 空间一般力系平衡方程的应用 例 3-11 胶带拉力F2=F1，曲柄上作用有铅垂力F=2000N。已知胶带轮直径D=400mm，曲柄长R=300mm，胶带与铅垂线的夹角分别为θ=30°，β=60°，其他尺寸如图。求胶带拉力和轴承的约束反力。 解得 解：以轴为研究对象，受力分析如图 3.5 杆系结构的内力分析 一、平面简单桁架的内力分析 桁架(plane truss )：若干杆件在两端以一定方式连接的杆系结构， 受力后形状不变。 桁架的优点：轻，充分发挥材料性能。 3.5 杆系结构的内力分析 1、各杆件为直杆，各杆轴线位于同一平面内； 2、杆件与杆件间均用光滑铰链连接； 3、载荷作用在节点上，且位于桁架几何平面内； 4、各杆件自重不计或均分布在节点上。 几点假设： 在上述假设下， 桁架中每根杆件均为二力杆 3.5 杆系结构的内力分析 工程力学中常见的桁架简化计算模型 例3-12 已知: P=10kN,尺寸如图； 求: 桁架各杆件受力. 解: ①取整体，画受力图. ②取节点A，画受力图. (压) (拉) ③取节点C,画受力图. (压) (拉) ④取节点D,画受力图. (拉) 例3-13 已知: 各杆长度均为1m; 求: 1,2,3杆受力. 解: ①取整体,求支座约束力. ②用截面法,取桁架左边部分. (压) (拉) (拉) 说明 ： 1、先把杆都设为拉力,计算结果为负时,说明是压力, 与所设方向相反。 2、节点法：用于设计，计算全部杆内力 截面法：用于校核，计算部分杆内力 3、节点法：汇交力系，所选节点连接的内力未知杆件 不超过2个 截面法：平面任意力系，所选截面包含的内力未知 杆件不超过3个 4、可结合使用 3.5 杆系结构的内力分析 3.5 杆系结构的内力分析 二、一般杆件的内力分析 刚体静力学理论可求解：①静定结构的约束反力 ②包括内约束力 ③在载荷的作用下发生变形而产生的内力 A B C F1 F2 一般情况下内力为分布力系，可根据力系简化理论和平衡方程确定截面上的内力主矢和主矩。 例 3-14 已知梁受有同平面内集中力F和力偶M的作用，F=6kN，M=9kN·m。试确定靠近集中力左端C点处的内力。 A B C F 3m 6m M A B M F FA FB FA MC A FCy FCx 解：1）先求支座反力，由平衡方程 2)过C点作一截面将梁分为两部分，保留左半部。 FA=5kN 平面分布力系，可用一对正交分力及一力偶表示 例 3-15 手柄ABCD在平面Axy内，C、B处为为焊接，A处为固定端约束。在D处沿平行于z轴方向作用一个力F，CD=a，杆BC平行于x轴，杆CD平行于y轴，AB和BC的长度都等于l，试求AB段B端内力。 FBx MBx FBy FBz MBy MBz 解：1）在AB段靠近B处作截面，保留BCD段。 2）在坐标系Axyz中列平衡方程 第5章 材料的拉伸和压缩力学性能 第三章 力系的简化和平衡 A B A 3.1 力系向一点简化 一、力的平移定理 可以把作用在刚体上点A的力F平行移到任一点B，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点B的矩。 B A B 3.1 力系向一点简化 O x y z 3.1 力系向一点简化 二、力系向一点简化 O x y z O x y z O ——简化中心 ——主矩 过简化中心与简化中心选取无关 与简化中心选取有关 ——主矢 等效 （原力系矢量和） （原力系对简化中心力矩的矢量和） 3.1 力系向一点简化 = 由力对点的矩和力对轴的矩的关系，有 主矢 主矩 3.1 力系向一点简化 —有效推进力 —有效升力 —侧向力 —滚转力矩 —偏航力矩 —俯仰力矩 平面力系的情况 3.