第4章平面任意力系要点解析.ppt

定义： 作用在物体上的诸力，其作用线分布在同 一平面内，既不汇交于同一点，也不完全 平行，这种力系称为平面任意力系。 平面任意力系是工程上最常见的力系， 工程计算中的很多实际问题都可以简化为 平面任意力系来处理。 §4 -7 滑动摩擦 一切物体表面都具有不同程度的粗糙度，当物体沿支承面运动时，由于接触面间的凹凸不平，就产生了对运动的阻力，这种阻力称为摩擦力。 具有滑动摩擦的平衡问题 考虑摩擦的平衡问题的解法与没有摩擦的平衡问题一样，其特点是： §4-6 平面桁架的内力 1. 什么是桁架 桁架是由一些直杆组成的 几何形状不变的结构。 所 有杆件的轴线都在同一平 面内的桁架称为平面桁架。 2. 工程实例 4.6.1 桁架的概念 例：地面卫星接收系统 例：海洋石油钻井平台 例：埃非尔铁塔 例：濑户大桥 （1） 截面形状和尺寸设计； （2） 材料选取； （3） 强度校核。 在同样跨度和荷载情况下，桁架比梁更能节省材料，减轻自重。 3. 分析桁架内力的目的： 4.6.2 模型的建立 1. 屋架结构的简化 上弦杆 节点 下弦杆 斜杆 跨度 2. 钢桁架桥的简化 3. 桁架简化的几个假设： （1）各杆在节点处系用光滑的铰链连接； （2）桁架中各杆的轴线都是直线，并通过铰的中心； （3）所有外力（外力及支座约束力）都作用在节点上，对 于平面桁架，各力的作用线都在桁架的平面内。 根据上述假设，桁架的各个杆件都是二力杆。 4. 平面简单桁架的构成 基本三角形 例 平面简单桁架如图所示。已知： P1，P2， 求：各杆内力。 4.6.3 平面简单桁架的内力计算 1. 节点法 解：（1）整体分析，求支座约束力： S4, S5 (2) 节点分析，求各杆件内力： (a) 节点 A S1, S3 (b) 节点 H S2, S6 (c) 节点 B 节点法小结 (a) 研究整体，求支座约束力； (b) 逐个取各节点为研究对象，任一节点上的力为一 平面汇交力系； (c) 当节点上的未知力数目不大于2时，由节点平衡条件解出未知力。 用假想截面截断所求杆件，桁架一分为二取其中之一， 研究其平衡：求杆6的内力；求杆1，2，4，5的内力 2. 截面法 例 简单平面桁架如左图所示。已知：P 1 , P 2；求：杆6的内力。 解： (1) 整体分析，反力如图 截面法小结 （b）根据待求内力杆件，恰当选择截面分割桁架，取其一边进行研究，暴露出待求杆件内力； （c）当所截杆件的未知力数目不大于3时，由平面任意力系平衡条件解出未知力。 （a）研究整体，求支座约束力； 滑动摩擦又可分为静摩擦和动摩擦。 (1) 静摩擦：两物体仅有相对运动趋势时的摩擦。 摩擦力可分为滑动摩擦和滚动摩擦。 (1) 滑动摩擦：相对运动为滑动或具有滑动趋势。 (2) 滚动摩擦：相对运动为滚动或具有滚动趋势。 (2)动摩擦：两物体有相对运动时的摩擦。 本节只讨论静滑动摩擦的情形，且只讨论干摩擦的问题，研究具有静滑动摩擦的平衡问题。 库伦摩擦定律：最大静摩擦力与接触面间法向力FN大小成正比，即 式中， 称为静摩擦因数，它与接触物体材料和接触面状况有关，通常与接触面积无关。 图中为一放置在水平的粗糙面上的物体。分析它在几种情况下的受力图： F FN F (a) F (c) F2 F FN Fmax F2 (b) F F FN F F1 F1 （1）受力分析时应考虑摩擦力，摩擦力的方向与相对滑动 的趋势方向相反； （2） 除满足力系的平衡条件外，各处的摩擦力必须满足摩 擦力的物理条件，即 （3）平衡问题的解一般是以不等式表示的一个范围，称为 平衡范围。 例4-9 重量为 P 的物体置于斜面上，如图所示。已知物块与斜面之间的静摩擦系数 f s，问： (1) 斜面的倾角j 增大到多少时（以j1表示），物块将下滑？ P x y F FN (a)