工程力学教学资料-第二章 平面力系的平衡计算.pptVIP

力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 对于刚体而言：力的三要素是——力的大小、力的方向、力的作用线，可简述为：力值、力向、力线； 力偶的三要素是——力偶矩大小，力偶转向，力偶作用面，可简述为：偶值、偶向、偶面。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 （2）力偶中的两个力，对力偶作用面上任一点的力矩之代数和恒等于力偶矩。 力偶矩的大小和转向与矩心位置无关；但力矩与矩心位置有关。这是力偶矩与力矩的一个重要区别。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 很多情况下无需单独关注两力的大小及力偶臂的长短，故力偶常简记为下图中所示的形式。 1 m m m m 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 （3）力偶可移转，即力偶可在其作用面上任意移动和转动，对刚体的作用效应不变。这表明力偶与它在作用面上位置无关。 （4）力偶可改装，即保持力偶矩的大小及转向不变，可同时改变两力的大小及力偶臂的长短，对刚体的作用效应不变。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 如下图所示： 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 （5）在同一刚体上，力偶可平行移动，对刚体的作用效应不变。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 5.平面力偶系的合成与平衡 作用在同一平面上的若干力偶组成平面力偶系，可以直接相加减，平面力偶系合成后的结果称为合力偶M： 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 若合力偶矩为零，即： Σm = 0 ，则表明各力偶的转动效应互相抵销，刚体处于转动平衡状态（静止不动或匀速转动）。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 平面力偶系平衡的必要和充分条件是力偶系中各力偶矩的代数和为零，即： Σm = 0 上式称之为平面力偶系的平衡方程。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 【能力训练示范——平面力偶系合成与平衡计算示例 】 例 2.2 现用多轴钻床在工件上同时钻3个孔，所需要的切削力偶矩分别是：M1 = M2 = 25 Nm，M3 = 60 Nm。求该工件上受到的总切削力偶矩M。固定工件的两个螺栓A、B的间距l=200mm，求两个螺栓的受力。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 解： 作用在工件上的3个切削力偶组成平面力偶系，可得总切削力偶矩： M = M1+ M2+ M3 =（–25）×2 –60 = –110 Nm M为负号，所以合力偶矩为顺时针转向。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 由于两个螺栓与工件之间为光滑接触，所以两个螺栓对工件的作用力FA、FB分别垂直于接触面，且等值反向组成一个约束力偶，并与3个切削力偶组成一个平衡的平面力偶系。 1 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 2 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 根据平面力偶系的平衡方程得： FAl - M1 - M2- M3 =0 解得 FA= FB=550 N。 两个螺栓的受力也等于550 N。 1 平面力系的平衡计算 3 力的平移性和滑移性的区别和应用 力投影的学习和计算 力矩和力偶矩的学习和训练 力的平移性和滑移性的区别和应用 3 力的平移定理是力系合成的依据，运用力的平移定理可以进行如下变换 ： [一个力 F] [ 一个力F ] + [ 一个力偶M] [ 一个力F ] + [ 一个力偶M ] [ 一个力F