工程力学简明教程 课件 chap 2 平面基本力系.ppt

汇交力系中所有各力在任意坐标轴上投影的代数和均等于零。（充要条件）平面汇交力系的平衡方程:三、平面汇交力系平衡的解析条件例题2-2图示结构中P=2kN。求CD杆两端的约束力及铰链A处的约束力。解：（1）取AB杆为研究对象（2）画AB杆的受力图（3）选坐标系，列平衡方程。?（4）解平衡方程由EB=BC=0.4m，解得：?故A处约束力为3.16kN，方向如图所示；根据作用与反作用定律知，CD杆两端的约束力为4.24kN，为拉力。（5）结论四、解析法求解平面汇交力系平衡问题的一般步骤4、合理选取坐标系，列平衡方程求解；5、对结果进行必要的分析和讨论。1、弄清题意，明确已知量和待求量；2、恰当选取研究对象，明确所研究的物体；3、正确画出研究对象的受力图（主动力，约束反力，二力构件，三力汇交平衡）；这样建立坐标系FT和FN相互藕合可求得=？o(a)(b)yx例：如图示结构，求绳的拉力和斜面的支持力。(c)oxy用扳手拧螺母一、力对点之矩§2-3力矩的概念和计算F其中，o点称为力矩的中心，简称矩心；o点到力F作用线的垂直距离d,称为力臂。称为力F对点o之矩，简称力矩。1、力对点之矩的定义力使物体绕逆时针方向转动为正，反之为负。（逆为正，顺为负。）应注意：力对点之矩只取决于力矩的大小及其旋转方向（力矩的正负），因此它是一个代数量。2、力矩的正负号规定3、力矩的单位（牛顿?米）（千牛顿?米）或（1）力对任一已知点之矩，不会因该力沿作用线移动而改变；（2）力的作用线如通过矩心，则力矩为零；反之，如果一个力其大小不为零，而它对某点之矩为零，则此力的作用线必通过该点；（3）互成平衡的二力对同一点之矩的代数和为零。4、力矩的性质*定理：平面汇交力系的合力对平面内任一点的矩，等于所有各分力对同一点的矩的代数和 即：二、合力矩定理由合力投影定理有： [证]od=ob+oc又∵§2-4力偶的概念一、力偶和力偶矩1、力偶——大小相等、方向相反、作用线平行的一对力。⑴、作用效果：引起物体的转动。⑵、力和力偶是静力学的两个基本要素。力偶臂——力偶中两个力作用线之间的垂直距离。力偶作用面——力偶所在的平面。FFd工程实例F1F22、力偶的性质（1）力偶一个与力并列的基本力学量。（2）力偶在任何坐标轴上的投影等于零。（3）力偶没有合力，是一种最简单的特殊力系。（4）力偶对物体不产生移动效应，只产生转动效应，本身不平衡。3、力偶矩——力偶中任何一个力的大小与力偶臂d的乘积，加上适当的正负号。力偶矩正负号规定：若力偶有使物体逆时针旋转的趋势，力偶矩取正号；反之，取负号。（逆为正，顺为负。）量纲：力×长度，牛顿?米（N?m）.FFd????????????****设想作为一名初出茅庐的工业设计师，你现在来设计一台橡胶加工机械。用何种材料好？如何支撑稳定？力学本质是？未知力怎么求？有没有捷径？力系分类空间力系平面力系空间汇交力系空间力偶系空间任意力系平面基本力系平面汇交力系平面力偶系平面任意力系空间基本力系第2章平面基本力系§2-1平面汇交力系合成与平衡的几何法§2-3力矩的概念和计算§2-5平面力偶系的合成与平衡§2-4力偶的概念§2-2平面汇交力系合成与平衡的解析法§2-1平面汇交力系合成与平衡的几何法PCABOFTAFTB，，(c)OFTFTAFTB(b)举例：OABPC(a)平面汇交力系——各力的作用线都在同一平面内且汇交于一点的力系。*例1-2作图示圆球的受力图。FTFNBPOFNAPoBA圆柱O*例题1-5画出图示结构中各构件的受力图。说明：当三力平行时，在无限远处汇交，它是三力平衡必汇交的一种特殊情况。FBFAFDFEFBFDFC一、平面汇交力系合成的几何法AF2F1F4F3矢量表达式：FRF1BF2CF3DF4EAF1、F2、F3、F4为平面汇交力系：1、四个共点力的合成把各力矢首尾相接，形成一个开口的力