[物理]4-6刚体系的平衡_891801772.ppt

创新的三个层次 第一层次：用老方法解决新问题 用若干个老方法来解决新问题 将新问题分解成若干个老问题，用老方法解决该问题 第二层次：用新方法解决老问题 老方法在解决问题中存在不足（繁琐），用相对更加简便易行的新方法来解决该问题 第三层次：用新方法解决新问题 老方法不能解决新问题，需要探究新方法解决该问题 例子小结： 灵活选择平衡对象 三角拱受力形式（三个力会交一点） 先整体后部分 桁架：由多个直杆在端点连接构成的几何形状不变的结构。 求平面桁架各杆内力的方法 节点法：分别考虑各节点的平衡 截面法：适当地选取一截面，假想地把桁架截开，再考虑其中任一部分的平衡，求出被截杆件的内力。 基本定义 刚体系、桁架 基本定理 刚化原理 基本方法 求解刚体系平衡的基本方法 选取合适的研究对象，建立其平衡方程 求解桁架内力的基本方法 节点法、截面法 第6节 刚体系的平衡 解法2（截面法）：先由整体平衡求出A、B处的约束力；再作截面I，考虑左半部平衡 * * A C D E H B G F 1 2 3 4 6 5 7 9 8 10 12 11 13 I A C D E NAy 第6节 刚体系的平衡 节点法： 每个节点都受一平面汇交力系的作用，只能列写两个平衡方程，解两个未知数。 注意选择节点顺序，适合于求解全部杆件内力 截面法： 平面情况刚体平衡方程只有三个，不宜截断三杆以上 * * 第6节 刚体系的平衡 * * P B A 1 5 3 4 2 7 6 9 8 0 0 0 A C D E H B G F 0 0 0 0 0 零杆的确定 杆的内力为零的杆称为零杆 第6节 刚体系的平衡 定理：若某节点只与两杆相连，节点上无主动力，两杆不平行，则 两杆均为零杆 定理：若某节点与三杆相连，节点上无主动力，两杆平行，则第三杆为零杆 零杆与桁架所承受的主动载荷有关 同一桁架在不同的载荷下，零杆可能不同 * * 第6节 刚体系的平衡 * * P B A 1 5 3 4 2 7 6 9 8 0 0 0 A C D E H B G F 0 0 0 0 0 第6节 刚体系的平衡 特殊截面 * * 如何求1杆的内力？ A E F D C B P 1 2 3 1 3 4 A E B P 2 第6节 刚体系的平衡 * * A E F D C B P 1 2 3 E F D 1 3 4 A E B P 2 A E 第6节 刚体系的平衡 * * P Q A G F E D C B H 例 在图示平面桁架中，沿对角线的杆件均为钢索，它们 只能承受拉力。已知P ＝ 40kN，Q＝ 80kN，求钢索BF 及CG的内力 第6节 刚体系的平衡 根据钢索的特点可知，图中每个四边形都有一个零内力钢索 * * P Q A G F E D C B H B C F G Q P B C F G 第6节 刚体系的平衡 * * 作截面，对左半部 若设SCG 0， SBF 0，但钢索不能受压，故必有SBF = 0 F G E D C B H P Q A 对整体分析 P H A B G 如图所示的尖劈放在水平木条上，尖劈重W，其两边与竖直线各成 和 角。假设平衡时作用在水平木条上的力为 和 ，不计摩擦，求 之间的关系。 三个刚体的平衡 第6节 刚体系的平衡 考虑整体平衡： 考虑尖劈平衡： 再分别考虑两个木条平衡： 最后可得： 第6节 刚体系的平衡 思考题：系统如图所示。若人重W 板重P且人有足够大的力量。下列两种情况中，哪个系统能在图示位置维持平衡？ (a) (b) A：图(a) B：图(b) C：图(a)和(b) 第6节 刚体系的平衡 第6节 刚体系的平衡 例 机构的平衡问题 * * 在压缩机的手轮上作用一力矩M。手轮轴的两端各有螺距同为h、但螺纹方向相反的螺母A和B，这两个螺母分别与长为a 的杆相铰接，四杆形成菱形框，如图所示。 此菱形框的点 D固定不动，而点C连接在压缩机的水平压板上。求当菱形框的顶角等于2? 时，压缩机对被压物体的压力。 第6节 刚体系的平衡 * * 设手柄半径为r，则螺纹的升角为 螺母A对手柄作用分布力系， 力与手柄轴线夹角为 它们沿手柄轴线的分量构成 平行力系，等效为一个力FA 它们垂直手柄轴线的分量构 成力偶系，力偶矩为MA 分析手柄的受力情况： 这个分布力系等效于力螺旋（右螺旋）。 第6节 刚体系的平衡 * * 由手柄平衡可得： 类似地分析螺母B对手柄的力。 由此可得： 等效于力螺旋（左螺旋）。 第6节 刚体系的平衡 * * 机构ABCD相对AB和CD都对称，所受外力也对称（不考虑重力），因此4根杆