清华大学范钦珊版理论力学复习材料第1章.ppt

辊 轴(实际约束中FR方向也可以向下) FR FR 将具有相同圆孔的两构件用圆柱形销钉连接起来，称为中间铰约束 Fy Fx FR 用铰链连接的杆 FR 销 钉 销钉(铰链) FRy FRx 铰 铰 固定铰支座 构件的端部与支座有相同直径的圆孔，用一圆柱形销钉连接起来，支座固定在地基或者其他结构上。这种连接方式称为固定铰链支座，简称为固定铰支(smooth cylindrical pin support)。桥梁上的固定支座就是固定铰链支座。 固定铰支座 FAy FAx 球 铰 FRy FRx FRz 球 股骨 盆骨 球窝 盆骨与股骨之间的球铰连接 机器中常见各类轴承，如滑动轴承或径向轴承等。这些轴承允许轴承转动，但限制与轴线垂直方向的运动和位移。轴承约束力的特点与光滑圆柱铰链相同，因此，这类约束可归入固定铰支座。 滚珠(柱)轴承 滚珠(柱)轴承 FRy FRx 机器中常见各类轴承，如滑动轴承或径向轴承等。这些轴承允许轴承转动，但限制与轴线垂直方向的运动和位移。轴承约束力的特点与光滑圆柱铰链相同，因此，这类约束可归入固定铰支座。 止推轴承 ? 受力分析与受力图 F 怎样确定O、B二处的受力？ 怎样确定 A 处 的受力？ F A 处固定 ? F D E D、E 二处为活页铰链 怎样确定 D、E 二处的受力？ 怎样确定配重 W 或滑轮位置？ 对于一定 的牵引力 怎样确定A、B、G三处的受力？ A 对于处于某一 位置的机械臂 B G F 分析力学问题时，往往必须首先根据问题的性质、已知量和所要求的未知量，选择某一物体（或几个物体组成的系统）作为研究对象，并假想地将所研究的物体从与之接触或连接的物体中分离出来，即解除其所受的约束而代之以相应的约束力。 解除约束后的物体，称为分离体（isolated body）。 分析作用在分离体上的全部主动力和约束力，画出分离体的受力简图－受力图。这一过程即为受力分析。 受力分析是求解静力学和动力学问题的重要基础。具体步骤如下： ? 选定合适的研究对象，确定分离体； ? 画出所有作用在分离体上的主动力（一般皆为已知力）； ? 在分离体的所有约束处，根据约束的性质画出约束力。 当选择若干个物体组成的系统作为研究对象时，作用于系统上的力可分为两类：系统外物体作用于系统内物体上的力，称为外力（external force）；系统内物体间的相互作用力称为内力（internal force）。 内力和外力的区分不是绝对的，内力和外力，只有相对于某一确定的研究对象才有意义。由于内力总是成对出现的，不会影响所选择的研究对象的平衡状态，因此，在受力图不必标出。 此外，当所选择的研究对象不止一个时，要正确应用作用与反作用定律，确定相互联系的研究对象在同一约束处的约束力应该大小相等方向相反 例 题 1 取隔离体 W * TSINGHUA UNIVERSITY 第1篇 工程静力学基础 工程静力学基础的核心问题是利用平衡方程求解物体或物体系统的平衡问题。而研究力系的等效简化则是为了探求、建立力系的平衡条件。 工程静力学（statics）基础的概念、理论和方法不仅是工程构件静力设计的基础，而且在解决许多工程技术问题中有着广泛应用。 力系（forces system）是指作用于物体上的若干个力所形成的集合。 工程静力学基础，又称刚体静力学，是将实际物体抽象为刚体，亦即以刚体作为分析问题的模型，研究物体在力系作用下的平衡规律。包括三方面内容： 物体的受力分析－分析结构或构件所受到的各个力的方向和作用线位置。 力系的等效与简化－研究如何将作用在物体上的一个复杂力系用简单力系来等效替换，并探求其力系的合成规律。通过力系的等效与简化能够了解力系对物体作用的总效应。 力系的平衡条件与平衡方程－研究物体处于平衡状态时作用在其上的各种力系应满足的条件。利用平衡条件建立所对应的数学方程，称为平衡方程。 第1章 受力分析概述 本章主要介绍静力学模型—物体的模型、连接与接触方式的模型、载荷与力的模型，同时介绍物体受力分析的基本方法。 ? 静力学模型 ? 力的基本概念 ? 工程常见约束与约束力 ? 受力分析与受力图 ? 结论与讨论 ? 静力学模型 ? 物体的抽象与简化－刚体 ? 集中力和分布力 ? 约 束 ? 物体的抽象与简化－刚体 实际物体受力时，其内部各点间的相对距离都要发