理论力学01第一章静力学公理和物体的受力分析.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。 光滑圆柱铰链、固定铰支座、活动铰支座等 3、光滑铰链与铰支座 （1）光滑圆柱铰链 约束构成：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成。 约束力： 不计摩擦时，销钉与孔接触为光滑接触约束——法向约束力。 约束力作用在接触处K，沿径向通过销钉中心A。 当外界载荷改变时，接触点随之而变，则约束力的大小与方向均有改变，故约束力大小和方向均未知。 可用两个通过铰心的正交分力 表示。 （2） 固定铰链支座 约束构成： 通过圆柱形铰链把构件与固定物体连接而成。 约束力：与圆柱铰链相同 光滑圆柱铰链、固定铰链支座其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链。 结构简图 （3）活动铰支座（辊轴支座或滚动支座） 约束构成： 在铰链支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成。 约束力： 过铰链中心，垂直于支承面。 结构简图 4、连杆 FD 连杆是指两端用光滑铰链与其他物体相连，中间不受力也不计自重的直杆。 约束构成： 约束力： 沿着连杆中心线，指向不定。 二力构件 5、球铰支座 约束构成：物体的一端固连小球，小球嵌入另一物体的球窝内。构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。 忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。 约束力：通过球心，是一个方向不能预先确定的空间力，可用三个正交分力表示。 （1） 径向轴承（向心轴承） 约束特点： 轴在轴承孔内，轴为被约束物体、轴承为约束。 6、径向轴承与止推轴承 约束力：亦为孔与轴的配合问题，与铰支座一样，可用两个正交分力表示。 C （2）止推轴承 约束特点： 止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。 约束力：比径向轴承多一个轴向的约束反力，亦有三个正交分力。 柔索约束——拉力 球铰链——空间三正交分力 止推轴承——空间三正交分力 辊轴支座——⊥支承面 光滑铰链、固定铰支座、径向轴承——正交两分力 光滑面约束——法向压力 §1－3 计算简图和受力图 一、力学模型 在对工程实际对象进行力学分析、计算时，首先要避开一些次要因素，考虑它们的某些共性，主要因素。将工程实际问题简化为合理的力学模型，然后对力学模型进行分析、计算，从而使研究的问题得以简化。 1、实际物体的模型 4、约束的简化 5、荷载的简化 如集中力、分布力等 如光滑接触面、固定铰、可动铰、球铰等 如刚体、刚体系统等 2、实际材料的抽象 假设材料是均匀的 3、当三维物体的某一方向不重要或可忽略时，可以简化为二维问题 例 画吊车梁力学简图。 力学模型的简图称为力学简图。 二、力学简图 吊车梁力学简图 某电机梁力学简图 某屋架力学简图 物体的受力分析：确定物体（包括物体系统）受哪些力作用，分析每个力的作用位置和作用方向。 画受力图步骤： 3、画出所有约束力 1、取所要研究物体为研究对象，画出其简图（分离体图） 2、画出所有主动力 三、受力分析和受力图 受力图：表示研究对象所受全部外力（主动力和约束力）的简图 1.画受力图时，一定要画各研究对象的“分离体”图；切忌在一张图上画出所有研究对象的受力图； 2.熟知各种约束的性质及其约束反力的方向,严格按照各类约束的特点，画出约束反力，切忌凭空想象； 3.正确运用作用力与反作用力的关系； 4.会判断二力构件,恰当运用二力平衡原理、三力平衡汇交定理等； 5.应画出所受的全部外力，不能遗漏，也不能多加。 正确进行受力分析及画受力图的要点： 解：画分离体图 画出主动力 画出约束力 例 碾子重为P，拉力为F ，A、B处光滑接触，画出碾子的受力图。 * 静 力 学 一、 静力学的研究对象及任务 静力学主要研究物体的受力分析、力系的简化以及力系的平衡条件。 1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系统）受哪些力作用，每个力的作用位置和方向如何，并画出物体的受力图。 2、力系的简化：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。 3、力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决一些工程实际问题 。 静力学引言 在各种工程中，都有大量的静力学问题。 起重机 水坝 刚体：在力的作用下，其内部任意两点间的距离始终保持不变的物体。即物体的形状和尺寸始终保持不变。 质点： 具有一定质量而几何形状和尺寸大小可以忽略不计的物体 质点系：由有限个或无限个相互有联系的质点所组成的系统。 二、刚体、质点、质点系的概念 理论力学仅研究力的运动效应，其物体的力学模型为刚体 力对物体的两种作用效应： 力：是物体间的相互机械作用。 力的运动效应或称为外效应 力的变形效应或称为内效应 三、力的概念 集中力——有固定作用点的定位矢量（力的表示）。 分布力——分布于物体的某一体积或某一面积