工程力学第一章受力分析.ppt

整理ppt 2. 取分离体、画受力图的注意事项 （1） 根据所选研究对象取分离体，分离体上的每个力都要有出处。 （2）分离体的受力图上只画该分离体所受的外力，即只画该分离体受的主动力和其他部分对分离体的作用力，不要画分离体内部各部分之间的相互作用力（内力）。 （3）注意铰链连接时销钉不可忽略，销钉可单独作为分离体，也可跟随某个被连接物，铰链处的主动力作用于销钉上。 （4）解除约束时的相互约束力要体现作用力与反作用力的关系。 （5）对多个物体组成的物体系统，注意首先找出其中的全部二力杆（体）。 （6）注意利用三力汇交定理，确定未知约束力的方向。 （7）受力图上不要随便移动力的作用点，便于检查。 （8）同一处若有几个不同的约束提供的约束力共同作用时，不要以合力的形式画出。 （9）方位确定、指向未定的约束力可假定其指向；方向未定的，可用其正交分量表示。 （10）分析受力时，除特别说明或已给出外，一般不考虑摩擦力和自重。 力的 公理4 作用与反作用定理 作用力与反作用力总是同时存在，且大小相等、方向相反、沿同一直线，分别作用在两个相互作用的物体上。 注意：本公理与公理 2 (二力平衡条件）是有区别的。 P F T P T’ F 公理5 刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体刚化为刚体，其平衡状态保持不变。 刚体的平衡条件是变形体平衡的必要而非充分条件。 F F F F F F F F 自 由 体：位移不受限制的物体。 非自由体：位移受限制的物体。 约 束： 对非自由体的某些位移起限制作用的周围物体。 约束反力(反力)：约束对物体作用的力。 §1-3 约束和约束反力 约束反力的大小﹑方向﹑作用点: 作用点: 约束与非自由体的接触点（面） 方 向：和约束所能限制位移方向相反 大 小： 随已知力的变化而变化 被动力： 未知的约束反力。 主动力： 已知力（载荷﹑重力等） 静力学中 主动力系+被动力系=平衡力系 约束反力的大小可由平衡条件（平衡方程）求得 求约束反力的大小是静力学的一个重要任务 光滑支承面对物体的约束反力，作用在接触点处，方向沿接触表面的公法线(法线)，并指向受力物体。称为法向反力，用 FN 或 N 表示。 A B FA FB 常见的约束类型 1. 光滑接触表面约束 FN C 绳索对物体的约束反力，作用在接触点，方向沿着绳索背离物体。 当链条或胶带绕在轮子上，对轮子的约束反力沿轮缘的切线方向背离轮子。 A P A F’ F P T2 T1 T2’ T1’ 2. 柔性约束 特点：轴可以在孔内任意转动，也可以沿孔的轴线移动；但轴承阻碍着轴沿径向向外移动。 径向轴承 3. 光滑铰链约束 （1）向心轴承 方向不能确定的约束反力通常用两个未知的正交分力X 和Y 表示。 A YA XA 约束反力的方向往往预先不能确定，但是，无论它朝向何方，其作用线必垂直于轴线并通过轴心。 Nx Ny (2) 圆柱铰链和固定铰链支座 圆柱铰链由销钉将两个钻有同样大小孔的构件连接而成。 若铰链连接中有一个固定在地面或机架上，则称为固定铰链支座。 1、销钉 2、构件 3 滚动支座（辊轴支座） 实物简图 约束力 N N N 4 空间约束 约束反力未知量 约 束 类 型 A FA A FAx FAy A 径向轴承 圆柱铰链 铁轨 蝶铰链 (1) 球铰链 实物简图 约束力 Fx Fz Fy (2) 止推轴承 约束力 Fx Fz Fy 1. 光滑接触表面约束 FN C 2. 柔性约束 A P 3 滚动支座和固定铰支座 N Ny Nx 分离体： 把研究对象从有联系的周围物体中分离出来，得到解除约束的物体，称为分离体，这一过程又叫取分离体。 受力图： 把研究对象所受的所有力（主动力和约束反力）全部画出来的图称为受力图。 §1-4 物体的受力分析和受力图 确定研究对象 一、物体受力分析的过程 取分离体 分析受力 画受力图 受力图举例 例1-1 试画出图示重为P 的石磙的受力图。 A B A B F F p FA FB A B C 试画出图示自重为P ，AC 边承受均布风力（单位长度上的力的载荷集度为q ）的屋架的受力图。 P q YA XA NB 例1-2 q A B C 图示梁AB自重为P，B端上一重物重Q，CD杆自重不计，试分别画出杆 CD 和梁 AB 的受力图。 例1-3 Q P C D A B FD FC A B FD’ YA XA P Q P C