第一章力的基本运算与物体受力图的绘制.pptVIP

第一章 力的基本运算与 物体受力图的绘制 第二节 力对点之矩 合力对平面内任意一点之矩，等于其所有分力对同一点的力矩的代数和。即： 例1 圆柱齿轮如图，受到啮合力Fn的作用，设Fn=1KN，齿轮的压力角α=200，节圆半径r=0.06m，试计算力Fn对轴心O的力矩。 第三节 力偶的概念及其运算法则 一、力偶的定义 二、力偶的三要素 三、力偶的性质 力偶对物体只产生转动效应，转动效应的大小取决于力偶矩的大小及转向。所以，物体某一平面内受力偶系作用时，也只能使物体产生转动效应。 例2 要在汽车发动机气缸盖上钻四个相同直径的孔，如图所 示。估计钻每个孔的切削力偶矩为 若用钻床同时钻这四个孔时，工件受到总切削力偶矩有多大? 第四节 力的平移定理 ２．光滑面约束 光滑面约束特点：无论两物体间的接触面是平面还是曲面，只能承受压而不能承受拉，只能限制物体沿接触面法线方向的运动而不能限制物体沿接触面切线方向的运动。 约束反力：只可能过接触点沿接触面法向并指向被约束物体。 例3 重量为G的均质杆AB，其B端靠在光滑铅垂墙的顶角处，A端放在光滑的水平面上，在点D处用一水平绳索拉住，试画出杆AB的受力图。 （2）中间铰支座 F F （3）活动铰链支座 ? 约束类型与实例 C A B A B FA FB （4）双铰链刚杆约束 ? 约束类型与实例 受力图正确吗? C A B A B FA FB 双铰链刚杆约束 ? 约束类型与实例 C B D A A B FB FA 双铰链刚杆约束 ? 约束类型与实例 A B 4．固定端约束 FAy FAx MA ? 约束类型与实例 约束反力：固定端既限制了非自由体的垂直与水平移动，又限制了非自由体的转动，故此在平面问题中，可将固定端约束的约束反力简化为一组正交的约束反力与一个约束力偶 约束特点：一杆插入固定面的力学模型 ? 约束类型与实例 固定端约束实例 1.使物体具有运动趋势的力称为物体所受的主动力 2.限制物体运动的力为约束反力 ●主动力与约束反力都是物体所受的外力，研究物体的平衡状态就是研究外力之间的关系 ●静力学分析就是讨论物体处于静力平衡时的主动力和约束反力 主动力与约束反力的概念 第六节 受力图 1.取分离体； 2.画出对象所受的全部主动力； 3.在存在约束的地方，按约束类型逐一画出 约束反力。 受力图的画法步骤： FB FA FD G B C A GAB W FW B GAB C A FNM FNM’ M M GC GC F FAX FAY 例4 画出小球和杆AB的受力图。 A E F W1 FF FE ? C G B H E W1 A F D 解： 1. 物体 B 受力图 2. 球 A 受力图 3. 滑轮 C 的受力图 FH FG C G H I FC W2 FD B D 例5 在图示的平面系统中，匀质球A重W1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C和柔绳维持在仰角是?的光滑斜面上，绳的一端挂着重W2的物体B。试分析物体B、球A和滑轮C的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。 ? 讨论 FH FG C G H I FC FH FG C G H I FC I′ ? 例题 2-2 ? C G B H E W1 A F D ☆理想滑轮仅改变绳子的方向，而不改变绳子拉力的大小。 E C A B F D B C FB FC 解： 1. 杆BC 所受的力 2. 杆AB 所受的力 表示法一 表示法二 B D A F FAx FAy FB′ B A D F FA H FB′ 例6 等腰三角形构架ABC 的顶点A，B，C 都用铰链连接，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AB 和BC 的受力图。 ? 例题 2-3 例7 如图所示，重物重G = 20 kN,用钢丝绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB与BC铰接，并以铰链A，C与墙连接。如两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦和滑轮的大小，试画出杆AB和BC以及滑轮B的受力图。 A B D C G ? 例题 2-4 1.杆AB 的受力图 A B FAB FCB B C 解： 2.杆BC 的受力图 A B D C G ? 例题 2-4 B 3. 滑轮 B ( 不带销钉）的受力图 FBx F2 F1 FBy A B D C G ? 例题 2-4 B FBC FBA F2 F1 4. 滑轮B ( 带销钉）的受力图 A B FAB FCB B C A B D C G ? 例题 2-4 B A C W F B ? 思考题 A W C 光滑 粗糙