化工设备认知与制图 6-2 教学课件 1-4.ppt

3、平衡方程 1）平面受力时的解析表示法 ☉分力Fx、Fy是矢量。 ☉投影Fx、Fy是标量；符号规定：投影的指向与坐标轴正向一致为正，反之为负。 y ? ? b′ a′ a b F O x B Fx Fy 2） 平面受力时的平衡方程 力合成后，刚体受到一合力矢FR和一力偶矩M的作用。若刚体平衡则一合力矢FR和一力偶矩M必同时为零。 3） 平面受力的特殊情况 （1）平面平行力作用的平衡平衡方程 （2） 平面力偶系的平衡方程 例：悬臂吊车如图2-26-(a)所示。横梁AB长L=2.5m,自重G1=1,2kN。拉杆BC倾斜角α=3O°,自重不计。电葫芦连同重物共重G2=7.5kN。当电葫芦在图示位置c=2m匀速吊起重物时,求拉杆BC的拉力和支座A的约束反力。 解 ①取横梁AB为研究对象,画其受力图,如图2-26(b)。 ②建立直角坐标系Axy,如图2-26(b),列平衡方程求解。 * * 《应用化工技术》专业共享 《化工设备认知与制图》资源库 * 《应用化工技术》专业共享 《化工设备认知与制图》资源库 情境1-4 物体的受力分析 一、力的概念与基本性质 1、力的定义 ☉力是物体间的相互作用，力使 物体的运动状态发生改变或使物体产生变形。? 要点： ☉力不能脱离物体而单独存在； ☉力的外效应使物体的运动状态改变；力的内效应使物体的形状改变。 ☉力的三要素是力的大小、方向、作用点。 ☉力是矢量。 2、 力的基本性质 公理1（二力平衡公理） 作用刚体上的两个力，使刚体处于平衡状态的充要条件：两力等值、反向、共线。 ?二力平衡的刚体又称为二力构件。 公理2（力的平行四边形公理） 作用在某点的两个力，可合成一个力，合力的大小、方向和作用线可由以两个分力为邻边所画的平行四边形的对角线来表示。 推论（三力汇交定理）当刚体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线汇交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点，且三个力的作用线在同一平面内。 公理3（加减平衡力系公理） 一个力系对物体的作用，不会因为加入或者取出一个平衡力系而改变。 推论（力的可移性） 力可沿其作用线移到刚体内的任何点，而不改变力对刚体的作用。 公理4（作用力与反作用力公理） 作用力与反作用力总是同时存在，两力等值、反向、共线分别作用在两个物体上。 二、约束及约束反力 1、基本概念 ☉可获得任意位移的物体称为自由体。 如：空中的飞机、鸟等。 ☉位移受某些限制的物体称为非自由体。 如：机车受钢轨限制等。 ☉非自由体对自由体的限制称为约束。 ☉约束限制非自由体运动的力 称为约束反作用力，简称约束反力。 2、常见约束类型 1） 柔体约束 (1)组成：柔软的绳索、链条或带。 (2)反力：只能是拉力。 1） 柔体约束 动画 动画 2）光滑面约束 （1）组成：导轨、滑槽、气缸等。 （2）反力：法向支承力。 动画 动画 动画 3）铰链约束 由铰链构成的约束称为铰链约束 （1）固定铰链—铰链约束中有一个构件固定在地面或机架上。 反力：常用一对正交分解的力表示。 动画 （2）活动铰支座 铰链约束中两个构件与地面或机架的连接是可动的。 反力：法向支承力。 动画 光滑铰链约束的应用 固定铰链 活动铰链 动画 动画 4）固定端约束 (1)一个构件的一端完全固定，既不能移动也不能转动称为固定端约束。如刀架、卡盘等。 （2）反力：正交分解一对反力和一反力偶。 固定端约束应用 三、受力图 1 取分离体 2 画出主动力 3 画出约束反力? 要点： 明确研究对象； 存在二力杆必须先画二力杆。 如图所示，杆自重不计，画出AB杆受力图。 如图所示，杆AB、杆BC自重及摩擦不计。画出杆AB、杆BC及滑轮B的受力图。 如图所示，画出AB梁的受力图。 四、平面汇交力系 凡各力的作用线均在同一平面内的力系，为平面力系。各力的作用线全部汇交于一 个平面力系,称为平面汇交力系。 1、力F在X和Y轴上的投影 式中α是力F与J轴正向间的夹角。 若已知力在坐标轴上的投影Fx,Fy,则力p的大小和方向可按下式求出： 2、平面汇交力系的简化 四、平面汇交力系 分力F的方向由Fx,Fy的正负决定。 四、平面汇交力系 3、平面汇交力系的平衡 若平面汇交力系的合力为零，则该力系将不引起物