理论力学(第1章)-高教版.ppt

? 受力分析与受力图 返回 第1章 受力分析概述 ? 受力分析与受力图 F 怎样确定O、B二处的受力？ ? 受力分析与受力图 怎样确定 A 处 的受力？ F A 处固定 ? ? 受力分析与受力图 F D E D、E 二处为活页铰链 怎样确定 D、E 二处的受力？ ? 受力分析与受力图 怎样确定配重 W 或滑轮位置？ 对于一定 的牵引力 ? 受力分析与受力图 怎样确定A、B、G三处的受力？ A 对于处于某一 位置的机械臂 B G F ? 受力分析与受力图 ? 受力分析与受力图 分析力学问题时，往往必须首先根据问题的性质、已知量和所要求的未知量，选择某一物体（或几个物体组成的系统）作为研究对象，并假想地将所研究的物体从与之接触或连接的物体中分离出来，即解除其所受的约束而代之以相应的约束力。 解除约束后的物体，称为分离体（isolated body）。 分析作用在分离体上的全部主动力和约束力，画出分离体的受力简图－受力图。这一过程即为受力分析。 ? 受力分析与受力图 受力分析是求解静力学和动力学问题的重要基础。具体步骤如下： ? 选定合适的研究对象，确定分离体； ? 画出所有作用在分离体上的主动力（一般皆为已知力）； ? 在分离体的所有约束处，根据约束的性质画出约束力。 ? 受力分析与受力图 当选择若干个物体组成的系统作为研究对象时，作用于系统上的力可分为两类：系统外物体作用于系统内物体上的力，称为外力（external force）；系统内物体间的相互作用力称为内力（internal force）。 内力和外力的区分不是绝对的，内力和外力，只有相对于某一确定的研究对象才有意义。由于内力总是成对出现的，不会影响所选择的研究对象的平衡状态，因此，在受力图不必标出。 此外，当所选择的研究对象不止一个时，要正确应用作用与反作用定律，确定相互联系的研究对象在同一约束处的约束力应该大小相等方向相反 例 题 1 ? 受力分析与受力图 取隔离体 W 例 题 1 ? 受力分析与受力图 FRA FRB A B W 例 题 1 ? 受力分析与受力图 画受力图 确定A、B二处的约束力 F2 F1 F3 A B ? 受力分析与受力图 例 题 2 F2 F1 O C F3 B F2 F1 A B F2 F1 A ? 力的基本概念 ? 静力学基本原理 推论Ⅱ： 三力平衡汇交定理 作用于刚体上的三个力，若构成平衡力系，且其中两个力的作用线汇交于一点，则三个力必在同一平面内，而且第三个力的作用线一定通过汇交点。 B F2 C F3 F1 A F12 ? 工程中常见的约束与约束力 返回 第1章 受力分析概述 ? 工程常见约束与约束力 工程中的机器和结构都是由若干零件和构件通过相互接触和相互连接而成。约束（constraint）则是接触和连接方式的简化模型。 约束施加于被约束物体上的力称为约束力（constraint force）。 ? 工程常见约束与约束力 ? 工程常见约束与约束力 ? 柔索约束 ? 刚性约束 ? 工程常见约束与约束力 ? 柔索约束 ? 工程常见约束与约束力 ? 单侧约束 缆索、工业带、链条等统称为柔索（cable）。这种约束的特点是其所产生的约束力只能沿柔索方向的单侧约束力，并且只能是拉力，不能是压力。 链条约束与约束力 ? 工程常见约束与约束力 ? 单侧约束 皮带约束与约束力 ? 工程常见约束与约束力 ? 单侧约束 ? 工程常见约束与约束力 ? 刚性约束 ? 工程常见约束与约束力 ? 刚性约束(双侧约束) 约束体与被约束体都是刚体，因而二者之间为刚性接触，这种约束称为刚性约束。大多数情形下，刚性约束都将产生双侧约束力，因而又称为双侧约束。某些情形下，刚性约束也将产生单侧约束力。 齿轮啮合力 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。 ? 光滑刚性面约束 ? 约束与约束力 ? 光滑刚性面约束 ? 约束与约束力 FR′ FR 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。 齿轮啮合力 FR ? 光滑刚性面约束 ? 约束与约束力 滑槽与销钉 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。 辊 轴 ? 光滑刚性面约束 ? 约束与约束力 工程结构中为了减少因温度变化而引起的约