[教学计划]力学性能.ppt

②取吊车梁,画受力图. 解得 ③取右边刚架,画受力图. 解得 解得 ④对整体图 3.3 平面任意力系平衡方程的应用 求解物系平衡问题注意： 一、适当选取研究对象及顺序， 二、受力分析要准确， 三、平衡方程形式的运用， 四、坐标轴、矩心的选取。 三、静定与静不定问题的概念 当：独立方程数目≥未知数数目时，是静定问题（可求解） 独立方程数目未知数数目时，是静不定问题（超静定问题） 静定（未知数2个） 静不定（未知数3个） 3.3 平面任意力系平衡方程的应用 3.3 平面任意力系平衡方程的应用 3.4 空间一般力系平衡方程的应用 例 3-11 胶带拉力F2=F1，曲柄上作用有铅垂力F=2000N。已知胶带轮直径D=400mm，曲柄长R=300mm，胶带与铅垂线的夹角分别为θ=30°，β=60°，其他尺寸如图。求胶带拉力和轴承的约束反力。 解得 解：以轴为研究对象，受力分析如图 3.5 杆系结构的内力分析 一、平面简单桁架的内力分析 桁架(plane truss )：若干杆件在两端以一定方式连接的杆系结构， 受力后形状不变。 桁架的优点：轻，充分发挥材料性能。 * 第5章 材料的拉伸和压缩力学性能 第三章 力系的简化和平衡 A B A 3.1 力系向一点简化 一、力的平移定理 可以把作用在刚体上点A的力F平行移到任一点B，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点B的矩。 B A B 3.1 力系向一点简化 O x y z 3.1 力系向一点简化 二、力系向一点简化 O x y z O x y z O ——简化中心 ——主矩 过简化中心与简化中心选取无关 与简化中心选取有关 ——主矢 等效 （原力系矢量和） （原力系对简化中心力矩的矢量和） 3.1 力系向一点简化 = 由力对点的矩和力对轴的矩的关系，有 主矢 主矩 3.1 力系向一点简化 —有效推进力 —有效升力 —侧向力 —滚转力矩 —偏航力矩 —俯仰力矩 平面力系的情况 3.1 力系向一点简化 三、力系简化的结果分析 (1)主矢 ，主矩 原力系简化为一力偶,与简化中心无关。 (2)主矢 ，主矩 原力系简化为一个合力，过简化中心。 (3)主矢 ，主矩 分两种情况讨论 ② ① (4)主矢 ，主矩 平衡 O 3.1 力系向一点简化 O ① 力螺旋最简单力系，不能进一步合成 ①拧螺丝 ②炮弹出膛时炮弹螺线 ② FR′ FR FR FR （合力矩定理） 3.1 力系向一点简化 四、力系简化理论的应用 FAx FAz FAy MAx MAy MAz FAx FAy MA 平面力系的情况 1、固定端（插入端）约束 3.1 力系向一点简化 2、平行力的合成 F1 F2 ＞ O FR F1 F2 A B O点内分AB O F1 F2 A B O点外分AB 3、分布力系的合成 3.1 力系向一点简化 例3-1 设水深为h，水的容重（单位容积的重量）为?，求图示单位长度的坝面所承受的静水压力的合力。 在水面下y处的线荷载集度为 由合力矩定理，有 解：作用于坝面的水压力简化为沿OA分布的水平线荷载 合力 3.1 力系向一点简化 F1 F2 F3 F4 O A B C x y 2m 3m 30° 60° 例题 3-2 在长方形平板的O、A、B、C 点上分别作用着有四个力：F1=1kN，F2=2kN，F3=F4=3kN（如图），试求以上四个力构成的力系对点O 的简化结果，以及该力系的最后的合成结果。 解：取坐标系Oxy。 1、求向O点简化结果： ①求主矢R?： 3.1 力系向一点简化 ② 求主矩： （2）、求合成结果：合成为一个合力R，R的大小、方向与R’相同。其作用线与O点的垂直距离为： O A B C x y R?/ Lo R d O x y z 3.1 力系向一点简化 二、力系向一点简化 O x y z O x y z O ——简化中心 ——主矩 过简化中心与简化中心选取无关 与简化中心选取有关 ——主矢 等效 （原力系矢量和） （原力系对简化中心力矩的矢量和） 3.2 力系的平衡条件和平衡方程 一、平衡条件 力系平衡的充要条件为：力系的主矢和对任一点的主矩都等于零。 FR=0， MO =0 二、平衡方程的一般形式 空间任意力系的平衡方程 投影方程 力矩方程 3.2 力系的平衡条件和平衡方程