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液压传动基础知识液体静力学液压传动是以液体作为
第二章第二章 液压传动基础知识 液压传动基础知识
第二章第二章 液压传动基础知识液压传动基础知识
第一第一节液体静力学节液体静力学
第第一一节液体静力学节液体静力学
液压传动是以液体作为工作介质进行能量传递的,因此要研究液
体处于相对平衡状态下的力学规律及其实际应用。所谓相对平衡是指
液体内部各质点间没有相对运动,至于液体本身完全可以和容器一起
如同刚体一样做各种运动。因此,液体在相对平衡状态下不呈现粘性,
不存在切应力,只有法向的压应力,即静压力。本节主要讨论液体的
平衡规律和压强分布规律以及液体对物体壁面的作用力。
一、一、液体静压力及其特性液体静压力及其特性
一一、、液体静压力及其特性液体静压力及其特性
作用在液体上的力有两种类型:一种是质量力,另一种是表面力。
质量力作用在液体所有质点上,它的大小与质量成正比,属于这
种力的有重力、惯性力等。单位质量液体受到的质量力称为单位质量
力,在数值上等于重力加速度。
表面力作用于所研究液体的表面上,如法向力、切向力。表面力
可以是其他物体(例如活塞、大气层)作用在液体上的力;也可以是一
部分液体间作用在另一部分液体上的力。对于液体整体来说,其他物
体作用在液体上的力属于外力,而液体间作用力属于内力。由于理想
液体质点间的内聚力很小,液体不能抵抗拉力或切向力,即使是微小
的拉力或切向力都会使液体发生流动。因为静止液体不存在质点间的
相对运动,也就不存在拉力或切向力,所以静止液体只能承受压力。
所谓静压力是指静止液体单位面积上所受的法向力,用p 表示。
液体内某质点处的法向力 ΔF对其微小面积 ΔA的极限称为压力
p,即:
p=p=limΔF/ΔA limΔF/ΔA (2-(2-11))
pp==limΔF/ΔA limΔF/ΔA (2(2--11))
ΔA→0ΔA→0
ΔΔA→0A→0
若法向力均匀地作用在面积 A 上,则压力表示为:
p=p=F/A F/A (2-2)
pp==F/A F/A
式中:A 为液体有效作用面积;F 为液体有效作用面积A 上所受的法
向力。
静压力具有下述两个重要特征:
(1)液体静压力垂直于作用面,其方向与该面的内法线方向一致。
(2)静止液体中,任何一点所受到的各方向的静压力都相等。
二、液体静力学方程
图2-1 静压力的分布规律
静止液体内部受力情况可用图 2-1 来说明。设容器中装满液体,
在任意一点 A 处取一微小面积 dA,该点距液面深度为 h,距坐标原点
高度为 Z,容器液平面距坐标原点为 Z0 。为了求得任意一点A 的压力,
可取 dA·h 这个液柱为分离体 〔见图(b)〕。根据静压力的特性,作用
于这个液柱上的力在各方向都呈平衡,现求各作用力在Z方向的平衡
方程。微小液柱顶面上的作用力为p dA(方向向下),液柱本身的重力
0
G=γhdA(方向向下),液柱底面对液柱的作用力为 pdA(方向向上),
则平衡方程为:
pdA=ppdA=p dA+γhdA dA+γhdA (2(2--33))
pdA=ppdA=p dA+γhdAdA+
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