建筑力學(xué)電子教案-3力矩與平面力偶系ppt課件

1、1第三章力矩與平面力偶系2 在力的作用下，物體將發(fā)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力矩來衡量，即力矩是在力的作用下，物體將發(fā)生移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力矩來衡量，即力矩是衡量力轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量。衡量力轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)的物理量。 討論力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)時(shí)，主要關(guān)心力矩討論力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)時(shí)，主要關(guān)心力矩的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而這些與力的大小、的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)方向，而這些與力的大小、轉(zhuǎn)動(dòng)中心（矩心）的位置、動(dòng)中心到力作轉(zhuǎn)動(dòng)中心（矩心）的位置、動(dòng)中心到力作用線的垂直距離（力臂）有關(guān)。用線的垂直距離（力臂）有關(guān)。3力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)力矩力矩 M M 可由下式計(jì)算：可由下式計(jì)算：M = FP d 式中：式中：F FP P 是

2、力的數(shù)值大小，是力的數(shù)值大小，d d 是力臂，逆時(shí)是力臂，逆時(shí)針轉(zhuǎn)取正號，常用單位是針轉(zhuǎn)取正號，常用單位是 KN-mKN-m 。力矩用帶箭頭。力矩用帶箭頭的弧線段表示。的弧線段表示。 集中力引起的力矩直接套用公式進(jìn)行計(jì)算；對于均布線荷載引起的力矩，先計(jì)算集中力引起的力矩直接套用公式進(jìn)行計(jì)算；對于均布線荷載引起的力矩，先計(jì)算其合力，再套用公式進(jìn)行計(jì)算。其合力，再套用公式進(jìn)行計(jì)算。4例例 1 1 求圖中荷載對求圖中荷載對A A、B B兩點(diǎn)之矩兩點(diǎn)之矩(a)(b)解：解：圖（圖（a a）：）： MA = - 82 = -16 kN m MB = 82 = 16 kN m圖（圖（b b）：）： MA

3、= - 421 = -8 kN m MB = 421 = 8 kN m5力矩的特性力矩的特性1 1、力作用線過矩心，力矩為零；、力作用線過矩心，力矩為零；2 2、力沿作用線移動(dòng)，力矩不變。、力沿作用線移動(dòng)，力矩不變。合力矩定理合力矩定理一個(gè)力對一點(diǎn)的力矩等于它的兩個(gè)分力對同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。一個(gè)力對一點(diǎn)的力矩等于它的兩個(gè)分力對同一點(diǎn)之矩的代數(shù)和。6例例 2 2 圖中力對圖中力對A A點(diǎn)之矩點(diǎn)之矩解：將力解：將力F F沿沿X X方向和方向和Y Y方向等效分解為兩個(gè)分力，方向等效分解為兩個(gè)分力，由合力矩定理得：由合力矩定理得：AxxyyMF dF d由于由于 d dx x = 0 = 0 ，所以：

4、，所以：220228.282AyyMF dkN m 7力偶和力偶矩力偶和力偶矩力偶力偶 大小相等的二個(gè)反向平行力稱之為一大小相等的二個(gè)反向平行力稱之為一 個(gè)力偶。個(gè)力偶。 力偶的作用效果是引起物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，和力矩一樣，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。力偶的作用效果是引起物體的轉(zhuǎn)動(dòng)，和力矩一樣，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)。8式中：式中：F F 是力的大??；是力的大?。?d d 是力偶臂，是力偶中兩個(gè)力的作用線之間的距是力偶臂，是力偶中兩個(gè)力的作用線之間的距離；離； 逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。常用單位為逆時(shí)針為正，順時(shí)針為負(fù)。常用單位為 KNKNm m 。MFd 力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力偶矩表示，它等于力偶中任何一個(gè)力的大小與力偶臂力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)用力偶矩表示，它等于力偶中任何一個(gè)力的大小與力偶臂d d 的乘的乘積，加上適當(dāng)?shù)恼?fù)號，積，加上適當(dāng)?shù)恼?fù)號，即力偶的圖例力偶的圖例9力偶特性一：力偶特性一： 力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置無關(guān)，所以力偶在作用平面內(nèi)可任意力偶的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)與轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置無關(guān)，所以力偶在作用平面內(nèi)可任意移動(dòng)。移動(dòng)。力偶特性二：力偶特性二： 力偶的合力為零，所以力偶的效應(yīng)只能與轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)平衡，即只能與力偶力偶的合力為零，所以力偶的效應(yīng)只能與轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)平衡，即只能與力偶或力矩平衡，而不能與一個(gè)力平衡?；蛄仄胶?，而不能與一個(gè)力平衡。10 力偶系的合成力偶系的合成 作用在一個(gè)物體上的一組力偶稱為一個(gè)力偶系。