模块外力受力图受力图张祥霖.ppt

《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院《工程力学》精品资源共享课安徽水利水电职业技术学院模块1：外力1-1受力图——受力图主讲：张祥霖学习目标：一、掌握物体的受力分析。二、熟练地画出受力图。学习内容：一、正确地选取分离体，进行受力分析。二、受力图的画法在静力学中，受力分析是：分析所要研究的构件（研究对象）上受到哪些作用力（包括主动力和约束力），并确定每个力的作用位置和方向。物体的受力分析和受力图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。一、受力分析解除约束原理当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡，若将其部分或全部的约束除去，代之以相应的约束反力，则物体的平衡不受影响。意义：在解决实际物体的平衡问题时，可以将该物体所受的各种约束解除，而用相应的约束反力去代替它们对于物体的作用。这时，物体在所有主动力和约束力作用下，仍然保持平衡，但物体已经被抽象成为一个不受任何约束作用的自由体了，因而就可利用静力学所得出的关于自由刚体的平衡条件来解决受有各种不同约束的物体的平衡问题。二、受力图1、概念:表示构件受力情况的简明图形称为受力图。2、画受力图的一般步骤为：（1）画出研究对象的分离体简图；（2）在简图上标上已知的全部主动力；(3)在简图上标上解除约束处画上相应的约束力。画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②去约束，取分离体；③画上主动力；④画出约束反力。二、受力图[例1]OWFDFEFAxFAyFBFAFBABDABDG[例2]简支梁两端分别为固定铰支座和可动铰支座，在C处作用一集中荷载FP梁重不计，试画梁AB的受力图。解：取梁AB为研究对象。作用于梁上的力有集中荷载FP，可动铰支座B的反力FB，铅垂向上，固定铰支座A的反力用过点A的两个正交分力XA的YA表示。受力图如图2－16b所示。由于些梁受三个力作用而平衡，故可由推论二确定FA的方向。用点D表示力FP和FB的作用线交点。FA的作用线必过交点D，如图c所示。[例3]图2－18a所示系统中，物体F重FG，其它和构件不计自重。作（1）整体；（2）AB杆；（3）BE杆；（4）杆CD、轮C、绳及重物F所组成的系统的受力图。解：整体受力图如图a所示。固定支座A自有两个垂直反力和一个约束反力偶。铰C、D、E和G点这四处的约束反力对整体来说是内力，受力图上不应画出。杆件AB的受力图如图b所示。对杆件AB来说，铰B、D的反力是外力，应画出。杆件BE的受力图如图c所示。BE上B点的反力XBˊ和YBˊ是AB上XB和YB反作用力，必须等值、反向的画出。杆件CD、轮C、绳和重物F所组成的系统的受力图如图所示。其上的约束反力分别是图b和图c上相应力的反作用力，它们的指向分别与相应力的指向相反。如XEˊ是图c上XE的反作用力，力XEˊ的指向应与力XE的指向相反，不能再随意假定。铰C的反力为内力，受力图上不应画出。[例4]下图所示的三铰拱桥，由左、右两半拱桥铰接而成，画出各构件与拱桥AB的受力图三、画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。2、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。1、不要漏画力约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错。3、不要画错力的方向即受力图一定要画在分离体上。4、受力图上不能再带约束。一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。对于某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。5、受力图上只画外力，不画内力。6、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相