第二章 刚体静力学基本概念与理论(5学时)课件.pptVIP

滑道滑块 导轨滑套 约束反力垂直于滑道、导轨，指向亦待定。 滑道、导轨： FN FN 3.光滑圆柱铰链约束 （1）圆柱铰链(由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成) A A XA YA A （2）固定铰链支座 固定铰支座 圆柱铰链物体之间的约束力，通过铰链中心，方向不定。可用两个正交分力表示。 (3)向心轴承（径向轴承） 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。 （4）止推轴承 约束特点： 止推轴承比径向轴承多一个轴向 的位移限制。 约束力： 比径向轴承多一个轴向的约束反力， 亦有三个正交分力。 4,活动铰支座(辊轴支座约束) 物体受到的约束力只能沿光滑支撑面的法线方向，并通过铰链中心。 5. 固定端约束 A B A A 空间 球铰 一对轴承 固定端 FAz FAy FAx FAx FAz FAy FBz FBy FAz FAy Mx My Mz 一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。 作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体 压力等。 二类是：被动力，即约束反力。 §2-4 物体的受力分析和受力图 二受力图 将研究对象（物体或物体系统）从周围物体的约束中分离出来，画出作用在研究对象上全部力（主动力和约束力）的图，称为受力图或分离体图。 画受力图是对物体进行受力分析的第一步， 也是最重要的一步。 画受力图时必须清楚： 研究对象是什么？ 将研究对象分离出来需要解除哪些约束？ 约束限制研究对象的什么运动？ 如何正确画出所解除约束处的反力？ 画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体； ③画上主动力；④画出约束反力。 [例2.3] [例2.4] 画出下列各构件的受力图 Q A O B C D E Q A O B C D E Q A O B C D E [例2.5] 画出下列各构件的受力图 2.5 平面力系的平衡条件 平面汇交力系：各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点 的力系。 平面平行力系：各力的作用线都在同一平面内且互相平行 的力系。 平面力偶系：所有的力偶都作用在同一个平面内 平面任意力系：各力的作用线都在同一平面内，包括上面三种情况 研究思路： 受力分析 如何简化 ？ 共点力系可合成为一个力 力偶系可合成为一个合力偶 力向一点平移 力系的简化 平衡条件 一般力系 x y M2 M1 问题：如何将力移到同一个 作用点上？ 或者说力如何移到任一点O？ O F 可以把作用在刚体上点A的力 平行移到任一 点B，但必须同时附加一个力偶。这个力偶的矩等于原来的力 对新作用点B的矩。 [证] 力 力系 1.力的平移定理 2. 力对点之矩 力臂h为点O（矩心）到力F作用线的垂直距离。 力F对任一点O之矩(力矩)为: 力对点之矩与点有关；若力过O点，则 MO(F)=0。 力矩是代数量，逆时针为正。 合力矩定理： 合力对点之矩等于其各分力对该点之矩的代数和。 由合力投影定理有： [证] od=ob+oc 又∵ 1）直接求力矩： MO(F)=F.d =F(Lsina+bcosa+asina) MO(Fx)+ MO(Fy)=Fy(L+a)+Fxb =F(Lsina+bcosa+asina)= MO(F) 2）利用合力矩定理： O a F 求 MO(F) Fx Fy [例2.6] 解： 一般力系（任意力系）向一点简化汇交力系+力偶系 （未知力系） （已知力系） 汇交力系 力 ， R(主矢) ， (作用在简化中心) 力 偶 系 力偶 ，MO (主矩) ， (作用在该平面上) 3. 平面一般力系向一点的简化 * * 第二章 刚体静力学基本概念与理论 2.5 平面力系的平衡条件 2.1 力 2.2 力偶 2.3 约束与约束反力 2.4 受力图 研究对象被抽象为刚体，暂不考虑其变形， 为研究力系的平衡提供了极大的方便。 --形状和大小不变，且内部各点的相对位置 也不变的一种物体理想模型。