工程力学第2章静力学浅析.ppt

柔索对物体的约束力沿着柔索背离被约束物体． 胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力． FN2 O W W1 W2 FN1 FN1 FN2 FN3 W 光滑面约束的约束力是通过接触点、沿该点公法线并指向被约束物体，故称为法向约束力，用 表示。 FN 公切线 公法线 2.光滑面接触约束 光滑支承接触对非自由体的约束力，作用在接触处；方向沿接触处的公法线并指向受力物体，故称为法向约束力，用 表示． （1）中间铰约束 将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接起来，称为中间铰约束 FR FR 结构简图 约束反力 ，过铰链中心。 大小和方向待定，用 ， 表示。 3.光滑铰链约束 Fx Fy Fx′ Fy′ 结构简图 力学简图 铰 （2） 固定铰支座 约束特点： 将构件和固定支座在连接处钻孔， 再用圆柱形销钉串联起来，构件只 能绕销钉轴线转动。 约束力：通过铰链中心，方向不定， 故分解为两个正交分力。 （3）活动铰链支座:在固定铰链支座的底部安装一排辊轮或辊轴，可使支座沿固定支承面自由滚动，这种约束称为滚动铰链支座，又称辊轴支座。 约束力：构件受到垂直于光滑面的约束力。 FN 结构简图 结构简图 力学简图 FN 约束的种类及特点 2.7 物体的受力分析 1、画受力图步骤 （3）、按约束性质画出所有约束（被动）力.明确研究对象所受周围的约束，进一步明确约束类型，什么约束画什么约束力。 （1）、取所要研究物体为研究对象（隔离体），画出其简图. （2）、画出所有主动力. 注意：(1)受力图只画研究对象的简图和所受的全部力；(2)每画一力都要有依据，不多不漏；(3)不要画错力的方向，约束力要和约束性质相符，物体间的相互约束力要符合作用与反作用定律。 补充：必要时需用二力平衡共线、三力平衡汇交等条件确定某些反力的指向或作用线的方位。 物体的受力分析案例 只有两个力作用下处于平衡的构件。 二力构件 不是二力构件 D C B A P B C FB FC A B C 二力构件应用实例 用力 F 拉动碾子以压平路面，重为P 的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。 F P B A B A P FNA FNB 解：取分离体 画出主动力 画出约束力 F 例 题 2- 3 试画出各构件的受力图 例 题 2- 5 A B C 等腰三角形构架ABC 的顶点 A，B，C 都用光滑铰链连接，底边AC固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力 F，如图所示。不计各杆自重，试画出杆AB 和BC 的受力图。 B C A F D 练习 1 解：1. 杆 BC 的受力图。 B C 杆两端B、C为光滑铰链连接，当杆自重不计时，根据二力平衡公理知B、C两处的约束力FB、FC 必是沿BC且等值反向。 B C A F D FB FC 工程中有时把二力杆作为一种约束对待。 2. 杆AB 的受力图 B D A F FAx FAy F ’B FB FC B C B C A F D 作用力和反作用力 如图所示，梯子的两部分 AB 和AC 在A点铰接，又在D ，E 两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不计，但在H点处作用一铅直载荷F。试分别画出梯子的AB，AC 部分以及整个系统的受力图。 练习2 F A B C D E H * * 2.1.1刚体的概念 §2-1 静力学基本概念 工程力学的两种分析模型 1.变形体：力的作用下产生变形的物体 2.刚体：力的作用下不产生变形的物体 刚体是一个理想化的力学模型。 　由于静力学研究的力学模型是刚体和刚体系统，故静力学又称刚体静力学。 2.1.质点的概念 具有一定质量而形状大小可以忽略不计的物体 质点是一个理想化的力学模型。 2.1.3 力的概念 1.力的定义:力是物体间的相互作用，其效果是使物体的运动状态发生改变或物体发生变形。 力的单位，在采用国际单位为： 牛顿（N）、或千牛顿 （KN） 力对物体的作用效果取决于力的 大小、方向与作用点 2.力的三要素 力使物体运动状态发生变化的效应称为力的外效应或运动效应(移动和转动)。 力使物体形状发生改变的效应称为力的内效应或变形效应； ? 力的大小反映了物体间相互作用的强弱程度。 ? 力的方向指的是静止质点在该力作用下开始运 动的方向。 ? 力的作用点是物体相互作用位置的抽象化。 F A B 力是矢量： 矢量的模表示力的大小； 矢量的作用线方位以及箭头表示力的方向； 矢量的始端（或未端）表示力的作用点。 3. 集中力和分布力 ? 集中力 F1 F2