《工程力学（少学时）》（蒋永敏）教学课件 第1章 刚体静力学基础.pptVIP

* * * * * * * 使用规范说明 2．合力矩定理 即平面力系的合力对平面上任一点之矩等于其各分力对同一点之矩的代数和，这就是合力矩定理。当不易计算力矩的力臂时，常用合力矩定理来计算力矩。 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 1.4.2 力偶与力偶矩 1．力偶与力偶矩的概念 在日常生活和生产实践中，经常会遇到两个等值、反向、不共线的平行力作用于同一物体而使其转动的情况。例如，司机转动方向盘时作用在方向盘上的力（图1-22a），钳工师傅用丝锥攻丝时加在锥柄上的力（图1-22b），用套筒扳手拧螺丝时扳手的受力（图1-22c），以及用钥匙开锁时钥匙的受力等。 在力学中，把大小相等、方向相反、作用线互相平行但不重合的两个力所组成的力系称为力偶，记为 （F，F ˊ ）。力偶中两个力所在的平面称为力偶作用面；两个力作用线间的垂直距离称为力偶臂，记为d（图1-22d）；力偶中任一力与力偶臂的乘积称为力偶的力矩，简称力偶矩，记为 （F，F ˊ ），即 第1章 刚体静力学基础 图1-22 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 2．力偶的三要素 综上可知，力偶对物体的转动效应取决于力偶的三要素，即 ① 力偶矩的大小； ② 力偶的转向； ③ 力偶作用面的方位。 当力偶的三要素之一发生变化时，力偶的作用效应就会发生改变。三要素相同的两个力偶是等效力偶，可相互替代。 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 3．力偶的性质 性质1 力偶既无合力，也不能和一个力平衡，而只能用另一力偶来平衡或替代。 例如，用丝锥在工件上攻螺纹时，要求双手均匀用力，此时丝锥受到一个力偶 作用，如果双手用力不均或者单手用力，则此时铰杠将受到一个力和一个附加力偶作用，这个力常会导致丝锥折断，如图1-23所示。 图1-23 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 性质2 力偶对其作用面内任一点之矩恒等于力偶矩，而与矩心位置的选择无关。 这就是说，力偶使刚体绕其作用面内任一点的转动效应是相同的 性质3 力偶可在其作用面内任意转移，而不改变它对刚体的作用效应。 例如拧瓶盖时，可将力夹在A、B位置或C、D位置，其效果是相同的，如图1-24所示。 图1-24 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 性质4 只要保持力偶矩的大小和转向不变，可同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变其对刚体的作用效应。 因此，力偶可用力和力偶臂来表示，即用带箭头的弧线表示，箭头表示力偶的转向，M表示力偶的大小，如图1-25所示。 图1-25 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 1.4.3 力的平移定理 上述现象可概括为：作用于刚体上某点的力可以平移到刚体上任意一点，但必须同时附加一个力偶，其力偶矩等于原力对新作用点之矩，这就是力的平移定理。 将上述过程倒过来，就可将作用于刚体上某一点的一个力和一个力偶转化为作用于该刚体上另一点的一个力，从而将刚体的受力简化。实践表明，此逆定理对刚体同样成立。 力的平移定理揭示了力对作用线外任一点有两种作用效应：一是平移力产生的移动效应，二是附加力偶对物体产生转动效应。 第1章 刚体静力学基础 使用规范说明 1.4.4 平面力偶系的简化与合成 在物体上同一平面内有两个或两个以上的力偶作用时，这些力偶即组成平面力偶系。 若在同一平面内作用了由n个力偶组成的平面力偶系，可采用上述方法进行两两合成，直到合成为一个合力偶M，即 上式表明，平面力偶系的简化结果为一合力偶，合力偶的力偶矩等于各分力偶的力偶矩的代数和。 第1章 刚体静力学基础 谢 谢 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 本作品采用知识共享署名-非商业性使用 2.5 中国大陆许可协议进行许可。 专业交流 模板超市 设计服务 本作品的提供是以适用知识共享组织的公共许可（ 简称“CCPL” 或 “许可”） 条款为前提的。本作品受著作权法以及其他相关法律的保护。对本作品的使用不得超越本许可授权的范围。 如您行使本许可授予的使用本作品的权利，就表明您接受并同意遵守本许可的条款。在您接受这些条款和规定的前提下，许可人授予您