单辉祖工力 1受力分析.ppt

力 —— 物体间相互机械作用的结果。 接触 场 1. 解决工程力学问题 力的分类 当物体间的相互作用面积可以抽象为一个点（作用点）时，其相互作用力称为 集中力 公理2 二力平衡条件 作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的充分必要条件是： 两个力大小相等，方向相反，且在同一直线上, 即 F1 = - F2 公理4 作用与反作用定理 作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。 注意：本公理与公理 2 (二力平衡条件）是有区别的。 公理5 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要而非充分条件。 §1-3 约束和约束反力 自 由 体：位移不受限制的物体。 2. 柔性约束 绳索对物体的约束反力，作用在接触点，方向沿着绳索背离物体。 当链条或胶带绕在轮子上，对轮子的约束反力沿轮缘的切线方向背离轮子。 3. 光滑铰链约束 特点： 轴可以在孔内任意转动，也可以沿孔的轴线移动；但轴承阻碍着轴沿径向向外移动。 方向不能确定的约束反力通常用两个未知的正交分力X 和Y 表示。 3 滚动支座（辊轴支座） (1) 球铰链 (2) 止推轴承 §1-4 物体的受力分析和受力图 受力分析: 求解静力学问题之前，首先要确定研究对象（单个构件或几个构件的集合）受几个力，及每个力的作用点和作用方向。此过程称为物体的受力分析。 受力图： 把研究对象所受的所有力（主动力和约束反力）全部画出来的图称为受力图。 分离体： 把研究对象从施力体中分离出来，单独画成的简图称为分离体，画分离体的过程叫取研究对象或取分离体。 受力图举例 例1-1 试画出图示重为P 的石磙的受力图。 例1-2 试画出图示自重为P ，AC 边承受均布风力（单位长度上的力的载荷集度为q ）的屋架的受力图。 例1-3 图示梁AB自重为P，B端上一重物重Q，CD杆自重不计，试分别画出杆 CD 和梁 AB 的受力图。 例1-5 图示为不计自重的三铰刚架。试分别画出刚架 AC 、刚架 CB 及整体的受力图。 作用在铰 C 上的集中载荷 P ，可以认为作用在 C 销上。 下面就研究对象的三种不同选取方法分别进行讨论。 （1）销 C 与刚架 AC 一起作为研究对象 销 C 与哪边刚架一起作为研究对象， 集中载荷 P 就画在哪边刚架的铰C上。 （2）销 C 与刚架 CB 一起作为研究对象 （3）专门分析销 C 的受力 （4）整体受力图 对于集中力作用在中间铰上的情况，分析时，不将销与二力构件放在一起作为研究对象，可使分析简单。 空间约束举例 例 均质长方形薄板重 W 用球形铰链A和蝶形铰链 B 固定在墙上，并用绳 EC 将板维持水平。画出受力图。 Q P C D A B FD FC A B FD’ YA XA P Q P C A B D 图示为不计自重的三铰刚架，试分别画出刚架 AC 和刚架 CB 的受力图。 例1-4 P D C A YA XA YC XC YB XB XC ’ B C YC’ P C A B D P D C A B C FC FB FC’ FA 解二 C A B P Q A C C B FB’ FC FC’ YA XA P Q A C C B XC YC XC’ YC’ P Q YB XB YA XA FB’ C B A C P Q XC1’ YC1’ XC1 YC1 YA XA FB’ FC F’C C A B P Q YA XA FB’ YB XB FB’ 一张完整的受力图应该包含的内容： 1 研究对象，即有分离体图。 2 所有的主动力和约束反力。 3 注有所有主动力和约束反力的符号。 画受力图的步骤： 2 明确研究对象，取分离体，画分离体图。 3 在分离体上，画上所有的主动力。 4 在分离体上，按约束性质画上所有约束反力。 6 校核。 1 观查有无二力构件。 5 画出作用和反作用力之间的关系。 图示的各杆与轮自重不计，物块重P。按以下三种情况画受力图。 例1-6 P D Ⅱ Ⅰ B C K θ E A 1）各构件的受力图 2）AB杆、轮Ⅰ、轮Ⅱ销钉B和物块在一起的受力图 3）整体受力图 P Ⅱ Ⅰ B C D K θ E A P F F’ T1’ T1 T2 T2’ NBY NBX NBY’ NBX’ T3 T3’ ND’ ND NB’ NB NCX NCY NCX’ NCY’