静力学基础范例.ppt

例题 试画出梁的受力图。 解：1．选择研究对象 2．取隔离体 将A、B二的约束解除，也就是将AB梁从所受的约束的系统中分离出来。 3．分析主动力与约束力，画出受力图 主动力——FP 约束力——A端为固定铰链支座，B端为辊轴支座，画出梁的受力图。 ※ 讨论： AB杆的受力分析中是否可以 尝试使用三力平衡汇交原理？？ 1、画出圆盘的受力图； 2、比较AB 杆与BC 杆 的受力。 例题 圆盘的受力图 W FR2 FR1 C 分 析 A、C 二 处 约 束 力 C FR1′ FCy FCx FAx FAy 二杆的受力图 C FCy FCx B C杆的受力图 FBy FBx C FR1′ FCy FCx FAx FAy FR1 ′ FAx FAy AB 杆的受力图 FBx ′ FBy ′ FR1 ′ FAx FAy C FCy FCx 受力分析中的作用与反作用 FBx ′ FBy ′ FBy FBx C FCy FCx B C杆的受力图 FBy FBx C FBC ′ FBC 二力杆( 二力构件) FR1 ′ FAx FAy FBx ′ FBy ′ AB 杆 受 力 O 三 力 汇 交 FR1 ′ FA FB 例题 二杆自重不计。试分别画出结构整体以及AC杆和BC杆的受力图。 1、整体受力图 2、 AC杆的受力图 3． BC杆的受力图 ? 结论与讨论 静力学主要内容 受力分析 力系的等效 力系的简化 力系的平衡 ? 静力学的主要内容 约束力决定于约束的性质，分析构件上的约束力时，首先要分析构件所受约束属于哪一类约束。 当约束力的作用线与指向仅凭约束性质不能确定时，可将其分解为两个相互垂直的约束分力。 ? 关于约束与约束力 约束力的大小由平衡分析计算确定。 前述中有一些约束力无法简单确定的约束，其约束力的确定需要考虑力系的简化问题。 ? 受力分析的方法与过程 ? 确定物体所受的主动力； ? 确定约束力作用线和方向。当约束力指向不能确定时，可以假设某一方向，最后根据平衡分析结果的正负号决定假设方向是否正确。 ? 选择合适的研究对象，取隔离体； ? 画受力图。 受力分析时注意以下两点是很重要的: ? 研究对象选择的基本原则是：其上应既有未知力，也有已知力；同时，通过研究对象的平衡分析，能够求得尽可能多的未知力。 ? 二是分析相互连接的构件受力时，要注意构件与构件之间的作用力与反作用力。 ? 关于二力与三力构件 充分应用二力平衡和三力平衡的概念，可以使受力分析与计算过程简化。 请判断下列结构中哪些构件是二力构件，哪些构件则不是二力构件。 ? 关于静力学中某些原理的适用性 力的可传性适用于刚体不适用于变形体 F′ F F′ F F′ F F F′ 一、概念 1、自由体 2、非自由体 3、约束 约束是一种条件 4、主动力与约束力 5、约束力的特征 作用点为连接物体的接触点，约束力的方向与物体相对运动方向相反 主动力的大小和方向一般是事先给定的，彼此是独立的； 物体受力分析就是要正确地表示出约束力的作用线或力的指向 约束力的方向和作用点一般事先可知，但大小通常是未知的，需要根据平衡条件或动力学方程事后确定。 约束力的方向和作用线与约束的类型、性质有关，工程中实际约束可以概括为以下几类典型力学模型。 1、柔索约束 二、典型约束与其约束力 弯曲刚度为零的绳索，一定条件下的力学简化模型 如链条、皮带、钢丝绳等。约束特点：只能限制物体沿绳索伸长方向的位移，只能承受拉力，不能承受任何轴向压力和横向力。 FT 约束力作用在与物体的连接点上，作用线沿柔索方向，背向物体。通常用FT表示。 滑轮缆索 带轮、链轮 光滑指无摩擦或摩擦力可以忽略 2、光滑刚性面约束（光滑表面接触） 光滑刚性面约束特点：这种约束不能阻止物体沿接触点切面任何方向的运动或位移，而只能限制沿接触点处公法线指向约束方向的运动或位移。 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物体。一般用FN表示 FR FN FN′ 滑槽与销钉 FR 铰链约束的定义 3、光滑铰链约束 铰 铰 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 注意，图中的FR才是真正的约束力，满足光滑表面接触约束特征，但其方向无法事先确定，故受力分析时将其向坐标轴向投影得到Fx和Fy作为等效约束力分量。 FRy FRx 固定铰支座 中间铰中任一构件若跟地基或底座相固联，则成为固定铰链支座 FAy FAx 滚动铰支座（辊轴支承） 在固定