xsWCH2静力学公理与物体受力分析-2.ppt

柔索约束力的特点 柔索约束力作用在连接点或假想截割处，方向沿着柔性约束物的轴线而背离物体； 柔索的约束力只能是“拉力” 。 光滑接触面约束力的特点 光滑接触面约束力作用在接触点处，方向沿着接触表面在接触处的公法线指向物体； 光滑接触面的约束反力只能是“压力”（常称为法向反力）。 二力构件(链杆 ) 约束 4）活页铰（Loose-leaf Hinge） 空间约束 x y z O 5）滑动轴承(Sliding Bearing) 空间约束 x y z O 记号 轴承和轴颈构成的轴承约束（径向轴承），若不考虑轴承宽度，其约束力的特征和圆柱铰链的约束力完全相同。 记号 滑动轴承 FRy FRx 6)止推轴承约束(Constraint Of Unpushable Bearing) 空间 x y z O 忽略轴承尺寸d 记号 或 7)夹持铰支座（Clamped Hinged- Support） 空间 投影于销钉轴线的垂直平面内 x y z O x y FR Fy Fx O 平面 记号 A B F 8）固定端约束(Fixed-end Constraint) A B F FAx FAy MA 平面固定端 h e1 e2 F1 F2 F G Fx Fy Fz Mx Mz My 空间固定端约束 首先根据接触关系确定构件(研究对象)的约束个数，并找到约束点； 其次确定主动力的来源与约束的类型； 第三是定性的表示出每个力的作用位置和方向（画受力图——主动力与约束力) ； 最后利用力系的平衡关系定量的确定未知力的三要素。 以上分析过程称为物体的受力分析 一、物体的受力分析 §2-3 受力分析和受力图 表示研究对象受到的全部主动力和约束反力特点的图形。 画受力图的基本步骤： 确定研究对象，解除约束，取分离体； 在分离体上画主动力（或已知力）； 在分离体的约束解除点处画约束力； 利用力的性质或公理验证受力图的正确性。 二、受力图（free-body diagram） 画受力图的要点： 熟知各种约束的性质及其约束力的表示方法； 正确运用作用力与反作用力的关系； 会判断二力构件； 应画出所受的全部外力，不能遗漏，但也不可任意添加外力。 举例 例1 画出重为W 的小球 的受力图。 画受力图 主动力 约束力 以小球为研究对象 W FRA FRB 解除约束取隔离体 定理验证 F2 F1 F3 A B 确定A、B二处的约束力 例 2 1、取隔离体 F2 F1 F3 A B 2、画受力图 FAy FRB FAx E C A B F D B C FB FC 解：1. 分析杆BC所受的力。 2. 分析杆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 3试画出等腰三角形构架ABC的AB杆和BC杆的受力图（不计各杆自重）。 例 4重力为FP 的AB杆放置在刚性槽内。所有接触处均为光滑接触。 试画出AB杆的受力图。 解： 1. 以AB杆为研究对象； 2. 在分离体上画上主动力FP和约束力。 例5 用力拉动压路的碾子。已知碾子重P，并受到固定石块A的阻挡，如图所示。试画出碾子的受力图。 例6 两只油桶堆放在槽中，如图所示，试画出每个桶及两只桶组成的整体的受力图。 单只桶 P P FNA FND FNC 整体 注意：FNB 、F?NB 是单桶的外力(External Force)；对物系整体而言，它们是系统的内力(Internal Force)。受力图仅表示出外力。 例7 画出AB杆的受力图（杆自重不计）。 绳子 例8 屋架如图所示。A处为固定铰链支座；B处为滚动支座，搁在光滑的水平面上。已知屋架自重，均匀分布的风力垂直作用在边上。试画出屋架的受力图。 * * 理论力学 Theoretical Mechanics * 主讲教师：祝 瑛 静力学篇 第2章 静力学公理 与物体受力分析 综合实验楼508 Tel第2章 静力学公理 与物体受力分析 §2-0静力学基本概念 §2-1静力学公理 §2-2约束和约束力 §2-3受力分析和受力图 §2-2 约束和约束力 一、约束(Constraint) *自由体(Free Body)： 在空间的位移不受任何限制的物体。 *非自由体(Nonfree Body)：位移受到限制的物体。 约束：对非自由体的某些位移起限制作用 的限制条件称为约束。 主动力(Active Force) ： 指可促使物体运动或具有运动趋势的力。 如：重力，水压力，风载，牵引力，重物压力等 约束力：指约束作用于非自由物体上的力。 *约束力是非自由体周围的物体对其运动或运动趋势的限制，故方向总是和所限制