第1章 物体的受力分析

null力 学 基 础 力 学 基 础 主讲人: 航天与建筑工程学院 理论力学教研室主讲人: 航天与建筑工程学院 理论力学教研室周跃发 教授包括两篇：静力学和 杆件的基本变形 包括两篇：静力学和 杆件的基本变形 null 第一篇 静 力 学 绪 论 研究对象：理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 机械运动：物体在空间的位置随时间的改变。 研究的范围：是速度远小于光速的宏观物体的机械运动，它以伽利略和牛顿 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 的基本定律为基础，属于古典力学的范畴。 绪 论 研究对象：理论力学是研究物体机械运动一般规律的科学。 机械运动：物体在空间的位置随时间的改变。 研究的范围：是速度远小于光速的宏观物体的机械运动，它以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础，属于古典力学的范畴。null静力学研究以下三个内容：研究物体的受力分析、力系的等效替换（或简化）、建立各种力系的平衡条件的科学。1、物体的受力分析：分析物体（包括物体系）受 哪些力，每个力的作用位置和方向，并画出物体的 受力图。2、力系的等效替换（或简化）：用一个简单力系等效代替一个复杂力系。3、建立各种力系的平衡条件：建立各种力系的平衡条件，并应用这些条件解决静力学实际问题 。 研究 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ：（实践认识再实践再认识） 1·通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行多次的科学实验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本的规律。 研究方法：（实践认识再实践再认识） 1·通过观察生活和生产实践中的各种现象，进行多次的科学实验，经过分析、综合和归纳，总结出力学的最基本的规律。2·在对事物观察和实验的基础上，经过抽象化建立力学模型，形成概念，在基本规律的基础上，经过逻辑推理和数学演绎，建立理论体系。 3.将理论力学的理论用于实践，在解释世界、改造世界中不断得到验证和发展。 力学理论在不同领域的实践中得到发展，形成了许多分支，如刚体力学、弹塑性力学、流体力学、生物力学等。大到天体运动，小到基本粒子的运动。2·在对事物观察和实验的基础上，经过抽象化建立力学模型，形成概念，在基本规律的基础上，经过逻辑推理和数学演绎，建立理论体系。 3.将理论力学的理论用于实践，在解释世界、改造世界中不断得到验证和发展。 力学理论在不同领域的实践中得到发展，形成了许多分支，如刚体力学、弹塑性力学、流体力学、生物力学等。大到天体运动，小到基本粒子的运动。古典力学理论在实践中又都出现了矛盾， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现出真理的相对性。在新条件下，必须修正原有的理论，建立新的概念，才能正确指导实践，改造世界，并进一步地发展力学理论，形成新的力学分支。 力学基础是一门理论性较强的技术基础课。 学习理论力学的目的是: 1.直接解决工程问题。 2.是学习一系列后续课程的重要基础。古典力学理论在实践中又都出现了矛盾，表现出真理的相对性。在新条件下，必须修正原有的理论，建立新的概念，才能正确指导实践，改造世界，并进一步地发展力学理论，形成新的力学分支。 力学基础是一门理论性较强的技术基础课。 学习理论力学的目的是: 1.直接解决工程问题。 2.是学习一系列后续课程的重要基础。3.研究方法，与其它学科的研究方法有不少相同之处，为今后从事科学研究工作打下基础。 学习方法： 1.听好课，记要点，反复学，多多练； 2.学理论，重实践； 3.认真完成作业。3.研究方法，与其它学科的研究方法有不少相同之处，为今后从事科学研究工作打下基础。 学习方法： 1.听好课，记要点，反复学，多多练； 2.学理论，重实践； 3.认真完成作业。null§ 1－1 静力学基本概念：第一章 静力学公理和物体的受力分析一、力 物体间相互的机械作用，作用效果使物体的机械运动状态发生改变。力的三要素：大小、方向、作用点。 力是矢量。表示:黑体字母,模和单位矢量的乘积表示 null力系：一群力。可分为：平面汇交（共点）力系，平面平行力系，平面力偶系，平面任意 力系；空间汇交（共点）力系，空间平行力系，空间力偶系，空间任意力系。三、平衡 物体相对惯性参考系（如地面）静止或作匀速直线运动。二、刚体 绝对不变形的物体，或物体内任意两点间的距离不改变的物体。null§ 1－2 静力学公理公理1 力的平行四边形法则合力(矢量和)亦可用力三角形求得合力矢 此公理表明了最简单力系的简化规律，是复杂力系简化的基础。null公理2 二力平衡条件 使刚体平衡的充分必要条件最简单力系的平衡条件二力杆 null公理3 加减平衡力系原理推理1 力的可传性作用在刚体上的力是滑动矢量，力的三要素为 大小、方向和作用线。null推理 2 三力平衡汇交定理三力体 null公理4 作用和反作用定律作用力和反作用力总是同时存在，同时消失，等值、反向、共线，作用在相互作用的两个物体上。在画物体受力图时要注意此公理的应用。null公理5 刚化原理柔性体（受拉力平衡）刚化为刚体（仍平衡）反之不一定成立，因对刚体平衡的充分必要条件，对变形体是必要的但非充分的。刚体（受压平衡）柔性体（受压不能平衡）null约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。约束反力：约束对非自由体的作用力。约束力大小——待定方向——与该约束所能阻碍的位移方向相反作用点——接触处§ 1－3 约束和约束反力自由体和非自由体null工程常见的约束1、具有光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）nullnull2 、由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束null柔索对物体的约束力沿着柔索背向被约束物体。胶带对轮的约束力沿轮缘的切线方向，为拉力。null3 、光滑铰链约束（径向轴承、圆柱铰链、固定铰链支座等）（1） 、径向轴承（向心轴承）约束特点： 轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。null约束力： 当不计摩擦时，轴与孔在接触为光滑接触约束——法向约束力。约束力作用在接触处，沿径向指向轴心。当外界载荷不同时，接触点会变，则约束力的大小与方向均有改变。null (2) 、光滑圆柱铰链约束特点：由两个各穿孔的构件及圆柱销钉组成，如剪刀。null约束力：光滑圆柱铰链：亦为孔与轴的配合问题，与轴承一样，可用两个正交分力表示。一般不必分析销钉受力，当要分析时，必须把销钉单独取出。null(3) 固定铰链支座约束特点：由上面构件1或2 之一与地面或机架固定而成。约束力：与圆柱铰链相同以上三种约束（经向轴承、光滑圆柱铰链、固定铰链支座）其约束特性相同，均为轴与孔的配合问题，都可称作光滑圆柱铰链。null4、其它类型约束（1）、滚动支座约束特点：在上述固定铰支座与光滑固定平面之间装有光滑辊轴而成。约束力：构件受到⊥光滑面的约束力。null(2) 、球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。约束力：当忽略摩擦时，球与球座亦是光滑约束问题。约束力通过接触点，并指向球心，是一个不能预先确定的空间力。可用三个正交分力表示。null（3）、止推轴承约束特点：止推轴承比径向轴承多一个轴向的位移限制。null球铰链——空间三正交分力止推轴承——空间三正交分力null§1-4 物体的受力分析和受力图在受力图上应画出所有力，主动力和约束力（被动力）画受力图步骤：3、按约束性质画出所有约束（被动）力1、取所要研究物体为研究对象（隔离体）画出其简图2、画出所有主动力null例1-1解：画出简图画出主动力画出约束力null例1-2 解：取屋架画出主动力画出约束力画出简图null例1-3 nullnull例1-4 null取左拱AC ,其受力图如图（c）所示系统整体受力图如图（d）所示null此时整体受力图如图（f）所示null讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）（h）（i）null例1－5不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、梯子左右两部分与整个系统受力图。图(a)解： 绳子受力图如图（b）所示null梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示null整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？null第1章 物体的受力分析 例 题null例 题 1 物体的受力分析 在图示的平面系统中，匀质球A 重G1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角是的光滑斜面上，绳的一端挂着重G2的物块B。试分析物块B ,球A和滑轮C的受力情况，并分别画出平衡时各物体的受力图。 例题null解： 1.物块 B 的受力图。例 题 1 物体的受力分析 例题null 2. 球 A 的受力图。 例 题 1 物体的受力分析 例题null 3.滑轮 C 的受力图。例 题 1 例题 物体的受力分析null 例题例 题 2 等腰三角形构架ABC 的顶点 A，B，C 都用铰链连接，底边AC固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力F，如图所示。不计各杆自重，试画出杆AB 和BC 的受力图。 物体的受力分析null 例题例 题 2解：1. 杆 BC 的受力图。 物体的受力分析null 例题2. 杆 AB 的受力图。解：例 题 1 物体的受力分析null 用力F 拉动碾子以轧平路面,重为G 的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。null 碾子的受力图为:解：null 屋架如图所示。A处为固定铰链支座，B处为活动支座搁在光滑的水平面上。已知屋架自重G，在屋架的AC边上承受了垂直于它的均匀分布的风力，单位长度上承受的力为q。试画出屋架的受力图。null屋架的受力图为： 解：null 如图所示，水平梁AB用斜杠支撑，A ，C ，D三处均为光滑铰链连接。匀质梁重G1 ，其上放一重为G2 的电动机。如不计杆CD的自重，试分别画出杆CD和梁AB（包括电机）的受力图。null 1. 斜杆 CD 的受力图。 解：null 2. 梁 AB（包括电动机）的受力图。null 如图所示的三铰拱桥，由左右两拱桥铰接而成。设各拱桥的自重不计，在拱上作用有载荷F，试分别画出左拱和右拱的受力图。Fnull 1. 右拱 BC 的受力图。解：Fnull2. 左拱 AC 的受力图。Fnull 如图所示，梯子的两部分AB和AC在A点铰接，又在D ，E两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不计，但在AB的中点处作用一铅直载荷F。试分别画出梯子的AB，AC部分以及整个系统的受力图。null 1.梯子 AB 部分的受力图。 解：null 2.梯子 AC 部分的受力图。 null 3.梯子整体的受力图。 例 题 7 例题 物体的受力分析null 如图所示，重物重G = 20 kN,用钢丝绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB与BC铰接，并以铰链A，C与墙连接。如两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦和滑轮的大小，试画出杆AB和BC以及滑轮B的受力图。例 题 8 例题 物体的受力分析ABDCnull1.杆AB的受力图。解：例 题 8 例题2.杆BC 的受力图。 物体的受力分析ABDCnull例 题 8 例题 3. 滑轮B ( 不带销钉）的受力图。 4. 滑轮B ( 带销 钉）的受力图。 物体的受力分析null 如图所示压榨机中，杆AB和BC的长度相等，自重忽略不计。A ，B，C ，E处为铰链连接。已知活塞D上受到油缸内的总压力为F = 3 kN，h = 200 mm，l = 1 500 mm。试画出杆AB ，活塞和连杆以及压块C的受力图。例 题 9 例题 物体的受力分析null解：例 题 9 例题1.杆AB的受力图。2. 活塞和连杆的受力图。3. 压块 C 的受力图。 物体的受力分析null 如图所示平面构架，由杆AB ， DE及DB铰接而成。钢绳一端拴在K处，另一端绕过定滑轮Ⅰ和动滑轮Ⅱ后拴在销钉B上。重物的重量为G，各杆和滑轮的自重不计。（1）试分别画出各杆，各滑轮，销钉B以及整个系统的受力图；（2）画出销钉B与滑轮Ⅰ一起的受力图；（3）画出杆AB ，滑轮Ⅰ ，Ⅱ ，钢绳和重物作为一个系统时的受力图。 null 1. 杆BD（B处为没有销钉的孔）的受力图。 解：null 2. 杆AB（B处仍为没有销钉的孔）的受力图。null3. 杆DE的受力图。null 4. 轮Ⅰ (B处为没有销钉的孔），的受力图。 例 题 10 例题 物体的受力分析null5. 轮Ⅱ的受力图。 null 6. 销钉B的受力图。null 7. 整体的受力图。null 8. 销钉B与滑轮Ⅰ 一起的受力图。null 9. 杆AB，滑轮Ⅰ，Ⅱ 以及重物、钢绳（包括销钉B）一起的受力图。null例 题 11 例题 重为G = 980 N的重物悬挂在滑轮支架系统上，如图所示。设滑轮的中心B与支架ABC相连接，AB为直杆，BC为曲杆，B为销钉。若不计滑轮与支架的自重，画出各构件的受力图。  物体的受力分析 null例 题 11 例题解： 1. 杆 AB 的受力图。 2. 杆 BC 的受力图。 物体的受力分析null例 题 11 例题 3. 轮 B (B处为没有销钉的孔）的受力图。 4. 销钉 B 的受力图。 物体的受力分析null例 题 11 例题5. 轮 D 的受力图。6. 轮 I 的受力图。 物体的受力分析