工程力学第01章静力学基础浅析.ppt

补：解除约束原理 当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡，若将其部分或全部的约束除去，代之以相应的约束反力，则物体的平衡不受影响。 意义：在解决实际物体的平衡问题时，可以将该物体所受的各种约束解除，而用相应的约束反力去代替它们对于物体的作用。这时，物体在所有主动力和约束力作用下，仍然保持平衡，但物体已经被抽象成为一个不受任何约束作用的自由体了，因而就可利用静力学所得出的关于自由刚体的平衡条件来解决受有各种不同约束的物体的平衡问题。 如何画受力图？ 在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力） 画受力图步骤： 3.按约束性质画出所有约束（被动）力 通常： 1、先画已知方向的约束力，如柔体约束，活动铰链支座约束。 2、再画固定铰链支座类的约束力 （有些可以用三力汇交定理） 1.取所要研究物体为研究对象（分离体），画出其简图 2.画出所有主动力 例1-1 解：画出分离体 画出主动力 画出约束力 碾子重为 ，拉力为 ， 、 处光滑接触，画出碾子的受力图． 例1-2 解：取屋架 画出主动力 画出约束力 画出简图 屋架受均布风力 （N/m）， 屋架重为 ，画出屋架的受力图． 例1-2 解： 取 杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b) 水平均质梁 重为 ，电动机重为 ，不计杆 的自重，画出杆 和梁 的受力图。 取 梁，其受力图如图 (c) 若这样画，梁 的受力图又如何改动? 杆的受力图能否画为图（d）所示？ 例1-3 不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱 的受力图与系统整体受力图． 解： 右拱 为二力构件，其受力图如图（b）所示 系统整体受力图如图（d）所示 取左拱 , 其受力图如图（c）所示 考虑到左拱 三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱 的受力图，如图（e）所示 此时整体受力图如图（f）所示 讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？ 如图 （g） （h） （i） 例1-4 不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出绳子、梯子左右两部分与整个系统受力图． 解： 绳子受力图如图（b）所示 梯子左边部分受力图如图（c）所示 梯子右边部分受力图如图（d）所示 整体受力图如图（e）所示 提问：左右两部分梯子在 处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？ [例] O W FD FE FAx FAy FB FA FB A B D A B D G C B D D E [例3] 画出下列各构件的受力图 说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特殊情况。 FA FB Q FD FE FC A B FB FD B [例5] 画出下列各构件的受力图 W FT FBx FH FBy FH FD FC C D C B A FAx FAy FD FT FAx FAy FH FC FBy FBx [练习] 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E Q F O F F1 FO F1 C FC F2 A C D B E FA FB FC [例2] 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E A C D B E FA FB FA A D C FD D E FE C B E FB FC FE FD FC1 FC2 C FC1 FC2 FC 三、画受力图应注意的问题 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。 2、不要多画力 要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。 1、不要漏画力 约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。 3、不要画错力的方向 即受力图一定要画在分离体上。 4、受力图上不能再带约束。 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。 对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 5、受力图上只画外力，不画内力。 6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾。 7 、正确判断二力构件。 图示结构，画出 （1）各个构件、销钉B及整体的受力图； （2）带销钉B的滑轮I的受力图； （3）杆A