《零部件受力分析》ppt課件

1、本章主要討論的兩個(gè)問題：本章主要討論的兩個(gè)問題：1) 靜力平衡的根本規(guī)律；靜力平衡的根本規(guī)律；2) 求解構(gòu)造上的未知力。求解構(gòu)造上的未知力。1.1 受力分析概述受力分析概述一、力的根本概念一、力的根本概念力是物體之間相互的機(jī)械作用。力是物體之間相互的機(jī)械作用。力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。力的三要素：大小、方向、作用點(diǎn)。單位：牛頓單位：牛頓N、千牛、千牛KN1kgf=9.8Nn(1)塔設(shè)備本身的重力塔設(shè)備本身的重力W；n(2)風(fēng)力風(fēng)力q；n(3)根底對(duì)塔底的反作用力根底對(duì)塔底的反作用力Ny，力，力Ny把塔設(shè)備托??；把塔設(shè)備托??；n(4)根底螺栓對(duì)塔設(shè)備所產(chǎn)生根底螺栓對(duì)塔設(shè)備所產(chǎn)生的力矩的力矩

2、M，使塔設(shè)備既不會(huì)，使塔設(shè)備既不會(huì)被風(fēng)吹倒；被風(fēng)吹倒；n(5)橫向阻力橫向阻力Nx，使塔設(shè)備，使塔設(shè)備不會(huì)挪動(dòng)。不會(huì)挪動(dòng)。二、受力分析實(shí)例二、受力分析實(shí)例1.1 受力分析概述受力分析概述1.2 約束、約束反力與受力圖約束、約束反力與受力圖一、平衡力一、平衡力一個(gè)物體上受二個(gè)力作用而處于平衡形狀，那么這二個(gè)力大小一個(gè)物體上受二個(gè)力作用而處于平衡形狀，那么這二個(gè)力大小相等，方向相反，作用在一條直線上。這兩個(gè)力互為平衡力。相等，方向相反，作用在一條直線上。這兩個(gè)力互為平衡力。二、作用力與作用反力二、作用力與作用反力 兩個(gè)物體間的作用力與反作用力，總是大小相等，方向相反，作用于同一條直線上。三、平衡力

3、與作用力和反作用力的區(qū)別三、平衡力與作用力和反作用力的區(qū)別 一樣點(diǎn)：兩個(gè)力都是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。四、約束和約束反力四、約束和約束反力約束：工程上把對(duì)于某一構(gòu)件的活動(dòng)起著限制約束：工程上把對(duì)于某一構(gòu)件的活動(dòng)起著限制造用的其他物體叫做約束。造用的其他物體叫做約束。約束反力：限制物體運(yùn)動(dòng)的力；約束反力：限制物體運(yùn)動(dòng)的力；自動(dòng)力：引起物體運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力；自動(dòng)力：引起物體運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力；被動(dòng)力：由自動(dòng)力的作用而引起的力。被動(dòng)力：由自動(dòng)力的作用而引起的力。約束反力屬于被動(dòng)力。約束反力屬于被動(dòng)力。自動(dòng)力和約束反力是作用力和反作用力么？自動(dòng)力和約束反力是作用力和反作用力么？五、分

4、別體和受力圖五、分別體和受力圖 分別體：為了使物體受力情況的分析能明晰地表達(dá)出來, 需求把所分析的物體(即研討對(duì)象) 從跟它發(fā)生聯(lián)絡(luò)的周圍物體中分別出來。這個(gè)被分別出來的研討對(duì)象稱為分別體。受力圖：為了不改動(dòng)分別體的受力情況受力圖：為了不改動(dòng)分別體的受力情況, 就必需就必需把作用在分別體上的全部作用力把作用在分別體上的全部作用力自動(dòng)力及周自動(dòng)力及周圍約束對(duì)分別體作用的約束反力都畫出來。這樣圍約束對(duì)分別體作用的約束反力都畫出來。這樣畫出的物體受力簡(jiǎn)圖就稱為受力圖。畫出的物體受力簡(jiǎn)圖就稱為受力圖。適當(dāng)?shù)剡x取分別體適當(dāng)?shù)剡x取分別體, 正確地畫出受力圖是進(jìn)展受力分析的正確地畫出受力圖是進(jìn)展受力分析的主

5、要前提。主要前提。 試分析圖中哪個(gè)是分別體，作用的分別體上的力，哪些是自動(dòng)力，哪些是約束反力？六、常見的幾種約束方式和確定約束反力的方法六、常見的幾種約束方式和確定約束反力的方法A 柔性物體約束柔性物體約束約束反力的作用線沿著被拉直的柔性物體中心線約束反力的作用線沿著被拉直的柔性物體中心線且背叛物體運(yùn)動(dòng)方向。且背叛物體運(yùn)動(dòng)方向。B 光滑面約束光滑面約束 約束反力經(jīng)過接觸點(diǎn)，并沿公法線，指向被約束的物體。C 固定鉸鏈約束固定鉸鏈約束 約束反力的指向隨桿件受力情況的不同而相應(yīng)地變化。D 輥軸支座約束輥軸支座約束(滑動(dòng)鉸鏈約束滑動(dòng)鉸鏈約束) 約束反力的指向垂直于支承面，并經(jīng)過鉸鏈中心。E 固定端約束

6、固定端約束限制物體三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生三個(gè)約束反力。限制物體三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生三個(gè)約束反力。NAx七、受力圖的畫法七、受力圖的畫法(1)選取分別體，解除約束；選取分別體，解除約束；(約束解除原理、受力圖的概念約束解除原理、受力圖的概念)(2)畫出自動(dòng)力；畫出自動(dòng)力；(3)分析約束的性質(zhì)，在解除約束的地方畫約束反力；分析約束的性質(zhì)，在解除約束的地方畫約束反力；例例1-1：當(dāng)用手去翻開圖：當(dāng)用手去翻開圖1 10 所示人孔蓋時(shí)所示人孔蓋時(shí), 設(shè)手中所用力為設(shè)手中所用力為F, 并并與鉛垂線成與鉛垂線成30角角, 蓋子重力知為蓋子重力知為W, 試畫人孔蓋的受力圖。試畫人孔蓋的受力圖。七、受力圖的畫法七、受

7、力圖的畫法(1)選取分別體，解除約束；選取分別體，解除約束；(約束解除原理約束解除原理)(2)畫出自動(dòng)力；畫出自動(dòng)力；(3)分析約束的性質(zhì)，在解除約束的地方畫約束反力；分析約束的性質(zhì)，在解除約束的地方畫約束反力；例例1-2：墻式起重安裝由橫：墻式起重安裝由橫梁梁AB和拉桿和拉桿CD組成機(jī)架組成機(jī)架, 其構(gòu)造簡(jiǎn)圖如下圖。其構(gòu)造簡(jiǎn)圖如下圖。B處有處有一小滑輪一小滑輪, 吊索的一端經(jīng)滑吊索的一端經(jīng)滑輪與重物輪與重物W相連。拉動(dòng)吊索相連。拉動(dòng)吊索另一端時(shí)另一端時(shí), 重物重物W那么等速那么等速上升。上升。A、C、D三處均可三處均可視為固定鉸鏈約束。略去機(jī)視為固定鉸鏈約束。略去機(jī)架和小滑輪的質(zhì)量架和小滑輪

8、的質(zhì)量, 試畫出試畫出橫梁橫梁AB和拉桿和拉桿CD的受力圖。的受力圖。在此例題中，留意二力在此例題中，留意二力構(gòu)件的概念：兩端鉸接構(gòu)件的概念：兩端鉸接(鉸鉸鏈銜接鏈銜接)，中間不受任何外，中間不受任何外力，而且處于靜止形狀的力，而且處于靜止形狀的桿件都是二力構(gòu)件桿件都是二力構(gòu)件(不一定不一定是直桿是直桿)。在畫一構(gòu)造中的。在畫一構(gòu)造中的構(gòu)件受力圖時(shí)，對(duì)于二力構(gòu)件受力圖時(shí)，對(duì)于二力構(gòu)件應(yīng)先進(jìn)展分析。構(gòu)件應(yīng)先進(jìn)展分析。受力圖的畫法和本卷須知：受力圖的畫法和本卷須知：(1)首先將要研討的對(duì)象物體取作分別體首先將要研討的對(duì)象物體取作分別體, 解除約束解除約束, 與其他物與其他物體別分開來體別分開來;(

9、2)先畫作用在分別體上的自動(dòng)力先畫作用在分別體上的自動(dòng)力, 再在解除約束的地方畫約再在解除約束的地方畫約束反力束反力;(3)畫約束反力時(shí)要充分思索約束的性質(zhì)畫約束反力時(shí)要充分思索約束的性質(zhì), 如固定鉸鏈約束如固定鉸鏈約束, 普普通可畫一對(duì)位于約束平面內(nèi)相互垂直的約束反力通可畫一對(duì)位于約束平面內(nèi)相互垂直的約束反力, 但假設(shè)屬但假設(shè)屬于二力構(gòu)件于二力構(gòu)件, 那么應(yīng)按二力構(gòu)件特點(diǎn)畫約束反力那么應(yīng)按二力構(gòu)件特點(diǎn)畫約束反力; (4)在畫物系中各物體的受力圖時(shí)在畫物系中各物體的受力圖時(shí), 要利用相鄰物體間作用力要利用相鄰物體間作用力與反作用力之間的關(guān)系與反作用力之間的關(guān)系,當(dāng)作用力與反作用力中一個(gè)力的方當(dāng)

10、作用力與反作用力中一個(gè)力的方向已確定向已確定(或假定或假定) 時(shí)時(shí), 另一個(gè)力的方向也隨之而定另一個(gè)力的方向也隨之而定;(5)柔性約束對(duì)物體的約束反力只能是拉力柔性約束對(duì)物體的約束反力只能是拉力, 不能是壓力。不能是壓力。1.3 平面匯交力系的合成與平衡條件平面匯交力系的合成與平衡條件作用于物體的一群力稱為力系。假設(shè)作用在物體上諸力的作用線作用于物體的一群力稱為力系。假設(shè)作用在物體上諸力的作用線位于同一平面內(nèi)位于同一平面內(nèi), 且匯交于一點(diǎn)且匯交于一點(diǎn), 那么這種力系稱為平面匯交力系。那么這種力系稱為平面匯交力系。作用在物體的某一點(diǎn)上的兩個(gè)力作用在物體的某一點(diǎn)上的兩個(gè)力, 其其合力也作用于同一點(diǎn)

11、合力也作用于同一點(diǎn), 其大小與方向其大小與方向可以用此兩力為鄰邊的平行四邊形的可以用此兩力為鄰邊的平行四邊形的對(duì)角線來表示。用式子表示即為：對(duì)角線來表示。用式子表示即為：式中的式中的“+號(hào)已不是代數(shù)中相加的符號(hào)號(hào)已不是代數(shù)中相加的符號(hào), 而是表而是表示用平行四邊形規(guī)那么求合成力示用平行四邊形規(guī)那么求合成力, 本質(zhì)上它是矢量本質(zhì)上它是矢量的幾何加法。力的分解也可按平行四邊形規(guī)那么的幾何加法。力的分解也可按平行四邊形規(guī)那么進(jìn)展。進(jìn)展。一、平行四邊形法那么一、平行四邊形法那么另外，在高中時(shí)還學(xué)過三角形法那么和多邊形法那么二、力在坐標(biāo)軸上的投影二、力在坐標(biāo)軸上的投影(力的正交分解力的正交分解)F力在力

12、在X軸上的分力：軸上的分力：F力在力在Y軸上的分力：軸上的分力： F力在力在X軸和軸和Y軸上分力軸上分力Fx和和Fy的大小，也可以的大小，也可以用其在用其在X軸和軸和Y軸上的投軸上的投影來表示，即：影來表示，即：力在坐標(biāo)軸上的投影本卷須知力在坐標(biāo)軸上的投影本卷須知(1)在力的方向不同時(shí)在力的方向不同時(shí), 其分力的方向與坐標(biāo)軸同向或反其分力的方向與坐標(biāo)軸同向或反向，我們以正負(fù)號(hào)區(qū)別，并規(guī)定分力與坐標(biāo)軸同向者為向，我們以正負(fù)號(hào)區(qū)別，并規(guī)定分力與坐標(biāo)軸同向者為正，反之為負(fù)。正，反之為負(fù)。 (2)假設(shè)力在坐標(biāo)軸上的投影知, 那么F力的數(shù)值和方向亦可求得： (3)兩種特殊情況：當(dāng)力與投影軸平行時(shí)：投影代

13、表本身大小。當(dāng)力與投影軸垂直時(shí)：投影為零。三、合力投影定理三、合力投影定理AaDCBbcdaxyobcd三、合力投影定理三、合力投影定理設(shè)有設(shè)有n 個(gè)力匯交于一點(diǎn)，它們的合力為個(gè)力匯交于一點(diǎn)，它們的合力為R，那么：，那么：它表示它表示: 力系的合力在某一坐標(biāo)軸上的投影等于力系的各個(gè)力力系的合力在某一坐標(biāo)軸上的投影等于力系的各個(gè)力在同一坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和。由投影在同一坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和。由投影Rx 、Ry 就可求合力就可求合力R 的數(shù)值：的數(shù)值：其方向可由合力作用線與其方向可由合力作用線與X 軸的夾角軸的夾角表示：表示：四、平面匯交力系的平衡條件四、平面匯交力系的平衡條件平面匯交力系平衡條件

14、是：力系的各個(gè)力在相平面匯交力系平衡條件是：力系的各個(gè)力在相互垂直的兩個(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和都等于零?；ゴ怪钡膬蓚€(gè)坐標(biāo)軸上投影的代數(shù)和都等于零。五、例題講解五、例題講解例例1-3：圓筒描畫器重力為：圓筒描畫器重力為G, 置于托輪置于托輪A、B 上上, 如下圖如下圖, 試求托輪試求托輪對(duì)容器的約束反力。對(duì)容器的約束反力。五、例題講解五、例題講解例例1-4：某化工廠起重：某化工廠起重用的吊架用的吊架, 由由AB 和和BC 兩桿組成兩桿組成(見圖見圖), A、B、C 三處均為鉸鏈銜接。三處均為鉸鏈銜接。在在B 處的銷釘上裝有一處的銷釘上裝有一個(gè)小滑輪個(gè)小滑輪, 它的質(zhì)量和它的質(zhì)量和尺寸都可略去不計(jì)尺

15、寸都可略去不計(jì), 吊吊索的一端經(jīng)滑輪與盛有索的一端經(jīng)滑輪與盛有物料的鐵筒相連物料的鐵筒相連, 設(shè)筒設(shè)筒和物料重和物料重W = 1 .5kN。吊索的另一端繞在卷揚(yáng)吊索的另一端繞在卷揚(yáng)機(jī)絞盤機(jī)絞盤D 上。當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)上。當(dāng)卷揚(yáng)機(jī)開動(dòng)時(shí)開動(dòng)時(shí), 鐵筒即等速上鐵筒即等速上升。略去桿重升。略去桿重, 求求AB 和和BC 桿所受之力。桿所受之力。經(jīng)過上述兩個(gè)例子經(jīng)過上述兩個(gè)例子, 我們可以把平面匯交力系平衡問題的我們可以把平面匯交力系平衡問題的解題方法概述如下：解題方法概述如下：(1)根據(jù)題意根據(jù)題意, 取適當(dāng)?shù)奈矬w為分別體取適當(dāng)?shù)奈矬w為分別體, 進(jìn)展受力分析進(jìn)展受力分析, 畫出受力圖。假畫出受力圖。假設(shè)約束

16、反力的指向不能預(yù)先判明時(shí)，可以進(jìn)展假定。設(shè)約束反力的指向不能預(yù)先判明時(shí)，可以進(jìn)展假定。(2)在力系的匯交點(diǎn)在力系的匯交點(diǎn), 選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。選取坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)盡量使力選取適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系。選取坐標(biāo)系時(shí)應(yīng)盡量使力的投影計(jì)算簡(jiǎn)便。普通應(yīng)使坐標(biāo)軸與較多的力平行或垂直。的投影計(jì)算簡(jiǎn)便。普通應(yīng)使坐標(biāo)軸與較多的力平行或垂直。(3)根據(jù)平衡條件根據(jù)平衡條件Fx = 0 ,Fy = 0 , 列出平衡方程式，從而解出所求列出平衡方程式，從而解出所求的未知量。的未知量。1.4平面力偶系的合成和平衡條件平面力偶系的合成和平衡條件一、力矩一、力矩1.4平面力偶系的合成和平衡條件平面力偶系的合成和平衡條件一、力矩一、力矩定義

17、：力與力臂的乖積。定義：力與力臂的乖積。力臂：力的作用線到支點(diǎn)的垂直間隔。力臂：力的作用線到支點(diǎn)的垂直間隔。作用：使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。作用：使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。方向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的為正；順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為負(fù)。方向：逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的為正；順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)為負(fù)。二、力偶二、力偶什么叫力偶？一個(gè)物體上遭到一對(duì)大小相等、方向相反、不共作什么叫力偶？一個(gè)物體上遭到一對(duì)大小相等、方向相反、不共作用線的平行力。這一對(duì)平行力稱為力偶用線的平行力。這一對(duì)平行力稱為力偶, 通常用通常用( F、F) 表示。表示。凡能自動(dòng)引起物體轉(zhuǎn)動(dòng)形狀改動(dòng)或有轉(zhuǎn)動(dòng)形狀改動(dòng)趨勢(shì)的力偶稱為自動(dòng)力偶。凡能自動(dòng)引起物體轉(zhuǎn)動(dòng)形狀改動(dòng)或有轉(zhuǎn)動(dòng)形狀改動(dòng)趨勢(shì)的力偶稱為自動(dòng)

18、力偶。力偶的兩個(gè)力力偶的兩個(gè)力, 雖然大小相等、方向相反雖然大小相等、方向相反, 但不共作用線，因此不滿足兩力平但不共作用線，因此不滿足兩力平衡條件衡條件, 所以它們不成為平衡力系。所以它們不成為平衡力系。三、力偶矩三、力偶矩(1)定義：力偶使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)是以力的數(shù)值定義：力偶使物體轉(zhuǎn)動(dòng)的效應(yīng)是以力的數(shù)值F與力偶臂與力偶臂d的乘積的乘積Fd來量度，這個(gè)乘積稱為力偶矩來量度，這個(gè)乘積稱為力偶矩, 用符號(hào)用符號(hào)M表示，表示，即：即：力偶矩的單位是力偶矩的單位是Nm。(2)規(guī)定：凡產(chǎn)生反時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶矩為正規(guī)定：凡產(chǎn)生反時(shí)針轉(zhuǎn)向的力偶矩為正, 順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)。順時(shí)針轉(zhuǎn)向?yàn)樨?fù)。(3)力偶矩的作用：使

19、物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。力偶矩的作用：使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。力偶矩是一種特殊的力矩力偶矩是一種特殊的力矩三、力偶矩三、力偶矩力偶對(duì)其作用平面內(nèi)恣意一點(diǎn)的矩，與該點(diǎn)力偶對(duì)其作用平面內(nèi)恣意一點(diǎn)的矩，與該點(diǎn)(矩心矩心) 的位置的位置無關(guān)，一直是一個(gè)常量。無關(guān)，一直是一個(gè)常量。(4)本質(zhì)：力偶矩本質(zhì)上是力偶中兩個(gè)力對(duì)平面上恣意點(diǎn)本質(zhì)：力偶矩本質(zhì)上是力偶中兩個(gè)力對(duì)平面上恣意點(diǎn)的力矩的代數(shù)和。的力矩的代數(shù)和。nF1力對(duì)力對(duì)O點(diǎn)的矩為：點(diǎn)的矩為：nM1=F1 (d+x)逆時(shí)針逆時(shí)針nF2力對(duì)力對(duì)O點(diǎn)的矩為：點(diǎn)的矩為：nM2=F2x順時(shí)針順時(shí)針n假設(shè)與為力偶，那么假設(shè)與為力偶，那么F1 F2n合力矩為：合力矩為：nMM1M2

20、F d=力偶矩力偶矩三、力偶矩三、力偶矩(5)特征：假設(shè)兩個(gè)力偶矩的值和轉(zhuǎn)動(dòng)方向完全一樣特征：假設(shè)兩個(gè)力偶矩的值和轉(zhuǎn)動(dòng)方向完全一樣(力的力的大小和方向以及力臂可不一樣大小和方向以及力臂可不一樣) , 那么這樣兩個(gè)力偶稱為等那么這樣兩個(gè)力偶稱為等效能偶或互等力偶。效能偶或互等力偶。 50KN50KN100KN100KN200KN.m2m4m四、平面力偶系的合成和平衡條件四、平面力偶系的合成和平衡條件1 11 11 1M M = = F F d d222222M= F M= F d d3 33 33 3M M = = - -F F d dF2F2F1F1F3F3d1d2d3331331M = -K

21、 M = -K d d2 22 21 1M M= = K K d d2 22 21 1M MK =K =d d3 33 31 1M MK =K =d dF1F1d1K2K2d1K3K3d1四、平面力偶系的合成和平衡條件四、平面力偶系的合成和平衡條件123F = F + K - K123F = F + K - KF1F1d1K2K2d1K3K3d112311231M = （M = （F + K - K ）F + K - K ） d d112131112131= F = F d + K d + K d - K d - K d d1 12 23 3= = M M + + M M + + M M四、平

22、面力偶系的合成和平衡條件四、平面力偶系的合成和平衡條件平面力偶系的合成：平面力偶系的合成：留意：此公式只適用于多個(gè)力偶處于同一個(gè)平面的情況。留意：此公式只適用于多個(gè)力偶處于同一個(gè)平面的情況。平面力偶系的平衡條件：平面力偶系的平衡條件：即：使物體按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力偶矩與使物體按反時(shí)針即：使物體按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力偶矩與使物體按反時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力偶矩相等，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)相互抵消，只需方向轉(zhuǎn)動(dòng)的力偶矩相等，它們的轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)相互抵消，只需在這種情況下，力偶系才干堅(jiān)持平衡。在這種情況下，力偶系才干堅(jiān)持平衡。AB1.5 平面普通力系的合成和平衡條件平面普通力系的合成和平衡條件一、力線的平移原理一、力線的平

23、移原理FFFdM=Fd作用在物體上作用在物體上一力的作用線一力的作用線, 可以平行挪動(dòng)可以平行挪動(dòng)到物體上的恣到物體上的恣意一點(diǎn)意一點(diǎn), 但必需但必需同時(shí)加上相應(yīng)同時(shí)加上相應(yīng)的附加力偶的附加力偶, 附附加力偶的矩等加力偶的矩等于原力對(duì)新作于原力對(duì)新作用點(diǎn)的矩用點(diǎn)的矩, 其轉(zhuǎn)其轉(zhuǎn)動(dòng)方向決議于動(dòng)方向決議于原力繞新作用原力繞新作用點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)方向。點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)方向。二、平面普通力系的簡(jiǎn)化二、平面普通力系的簡(jiǎn)化F1F2F3O二、平面普通力系的簡(jiǎn)化二、平面普通力系的簡(jiǎn)化平面普通力系向同一點(diǎn)簡(jiǎn)化的本卷須知：平面普通力系向同一點(diǎn)簡(jiǎn)化的本卷須知：(1)平面普通力系的各力平移到作用面內(nèi)恣意一點(diǎn)平面普通力系的各力平移到作

24、用面內(nèi)恣意一點(diǎn)C ，從而將平面普，從而將平面普通力系轉(zhuǎn)化為一個(gè)平面匯交力系和一個(gè)平面力偶系。這種做法，稱通力系轉(zhuǎn)化為一個(gè)平面匯交力系和一個(gè)平面力偶系。這種做法，稱為平面普通力系向作用面內(nèi)恣意一點(diǎn)簡(jiǎn)化。為平面普通力系向作用面內(nèi)恣意一點(diǎn)簡(jiǎn)化。C點(diǎn)稱為簡(jiǎn)化中心。點(diǎn)稱為簡(jiǎn)化中心。(3)轉(zhuǎn)化結(jié)果：平面普通力系轉(zhuǎn)化為一個(gè)平面匯交力系和一個(gè)平面轉(zhuǎn)化結(jié)果：平面普通力系轉(zhuǎn)化為一個(gè)平面匯交力系和一個(gè)平面力偶系。力偶系。(2)在簡(jiǎn)化過程中，首先要確定簡(jiǎn)化中心；且在同一組簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，在簡(jiǎn)化過程中，首先要確定簡(jiǎn)化中心；且在同一組簡(jiǎn)化計(jì)算時(shí)，簡(jiǎn)化中心只能有一個(gè)。簡(jiǎn)化中心只能有一個(gè)。三、平面普通力系的平衡條件三、平面普通力

25、系的平衡條件平衡條件：平衡條件：0 00 00 0M MF FF Fo oy yx x由平面普通力系求解時(shí)，普通可按以下步驟進(jìn)展：由平面普通力系求解時(shí)，普通可按以下步驟進(jìn)展：(1)確立研討對(duì)象確立研討對(duì)象, 取分別體取分別體, 作出受力圖。作出受力圖。(2)建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，列出平衡方程。在建立坐標(biāo)系建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系，列出平衡方程。在建立坐標(biāo)系時(shí)，應(yīng)使坐標(biāo)軸的方位盡量與較多的力成平行或垂直，時(shí)，應(yīng)使坐標(biāo)軸的方位盡量與較多的力成平行或垂直，以使各力的投影計(jì)算簡(jiǎn)化。力矩中心應(yīng)盡量選在未知以使各力的投影計(jì)算簡(jiǎn)化。力矩中心應(yīng)盡量選在未知力的交點(diǎn)上，以簡(jiǎn)化力矩的計(jì)算。力的交點(diǎn)上，以簡(jiǎn)化力矩的計(jì)算。(3)

26、解平衡方程，求出未知量。解平衡方程，求出未知量。 四、例題講解四、例題講解例例1-5 設(shè)人孔蓋所受重力設(shè)人孔蓋所受重力G= 500N，當(dāng)翻開人孔蓋時(shí)，當(dāng)翻開人孔蓋時(shí)，F(xiàn) 力與鉛垂線力與鉛垂線成成30角，并知角，并知a = 228mm，b= 440mm，h = 70mm。試求。試求F 力及力及約束反力約束反力N。 解此題時(shí)，矩心本來是可以恣意選取的，之所以選解此題時(shí)，矩心本來是可以恣意選取的，之所以選O點(diǎn)為矩心，是由于點(diǎn)為矩心，是由于O點(diǎn)有未知反力點(diǎn)有未知反力Nx、Ny 作用著，這樣，力矩方程中將沒有作用著，這樣，力矩方程中將沒有Nx、Ny，只需只需F出現(xiàn)，可以簡(jiǎn)化計(jì)算步驟。這種解題技巧，今后要

27、反復(fù)運(yùn)用。出現(xiàn)，可以簡(jiǎn)化計(jì)算步驟。這種解題技巧，今后要反復(fù)運(yùn)用。yyyy(cos30 )(sin30 )0 350sin300 175cos30G0 200N350200OxxxxOMG aFbFhFNFFNNNFFNNNFNNNN 解解：先先出出受受力力。以以力力矩矩中中心心：的的大大小小是是350 ，350 ，是是，是是畫圖為。四、例題講解四、例題講解例例1-6 懸臂吊車由橫梁懸臂吊車由橫梁AB、拉桿、拉桿CB 及電動(dòng)葫蘆組成。知電動(dòng)葫蘆及及電動(dòng)葫蘆組成。知電動(dòng)葫蘆及起吊物體總重為起吊物體總重為Q，橫梁，橫梁AB自重為自重為G，作用位置如下圖，作用位置如下圖( 電動(dòng)葫蘆在圖電動(dòng)葫蘆在圖中未

28、畫出中未畫出)。試作出橫梁的受力分析并求出橫梁的約束反力。試作出橫梁的受力分析并求出橫梁的約束反力。四、例題講解四、例題講解 ABAsin02cos0 sin0 22 sin2212AxAxyAxAxAylMTlQxGFNTFNTGQQxGlTlQxGlNltgGQNxl 解解：以以梁梁分分離離體體，出出受受力力。 以 以力力矩矩中中心心，列列出出平平衡衡方方程程：解解之之得得：橫為畫圖點(diǎn)為為四、例題講解四、例題講解例例1-7 列管式換熱器總長列管式換熱器總長l = 7m，總重，總重91kN，支座，支座A、B的間隔為的間隔為4m，支座支座A 相當(dāng)于固定鉸鏈支座，支座相當(dāng)于固定鉸鏈支座，支座B

29、相當(dāng)于活動(dòng)鉸鏈支座。試計(jì)算支相當(dāng)于活動(dòng)鉸鏈支座。試計(jì)算支座座A、B 所受的約束反力。所受的約束反力。在此題中，作用在換熱器上的在此題中，作用在換熱器上的自動(dòng)力、約束反力的作用線相自動(dòng)力、約束反力的作用線相互平行且位于同一平面內(nèi)，這互平行且位于同一平面內(nèi)，這種力系是平面普通力系的特例，種力系是平面普通力系的特例，稱為平面平行力系。對(duì)于平面稱為平面平行力系。對(duì)于平面平行力系，假設(shè)在選擇直角坐平行力系，假設(shè)在選擇直角坐標(biāo)軸時(shí)，使其中一個(gè)坐標(biāo)軸與標(biāo)軸時(shí)，使其中一個(gè)坐標(biāo)軸與各力平行，那么只需一個(gè)投影各力平行，那么只需一個(gè)投影式和一個(gè)力矩式，這就是平面式和一個(gè)力矩式，這就是平面平行力系的平衡方程，即：平行

30、力系的平衡方程，即：A741.7020 0 41050B41A050ABxAxyAxBBAxAyBAxAyMNqlFNFNNqlNkNNkNNkNNkNNkNNkN 解解：以以器器分分離離體體，出出受受力力。 以 以力力矩矩中中心心，列列出出平平衡衡方方程程：代代入入值值，解解之之得得：支支座座 的的束束反反力力，支支座座 的的束束反反力力，。換熱為畫圖點(diǎn)為為數(shù)約約本章習(xí)題講解本章習(xí)題講解AyNxANBN習(xí)題習(xí)題1-19 梁梁AB的支座如下圖。在梁的中點(diǎn)作用一力的支座如下圖。在梁的中點(diǎn)作用一力F = 20kN。力和梁的軸線成。力和梁的軸線成45角。如梁的重力略去不計(jì)，試分別求角。如梁的重力略去不計(jì)，試分別求(a) 和和(b)兩種情況下的支座反力。兩種情況下的支座反力。解：解：(a)以橫梁為分別體畫出受力圖：以橫梁為分別體畫出受力圖： Fo45AB以以A為力矩中心：為力矩中心：24-202 BAMNF BN=7.07KN0sin045NNFBoAyyFAyN=7.07KN0cos045oAXxFNFAxN= 14.14KN三力平衡定律三力平衡定律三力平衡定律本章習(xí)題講解本章習(xí)題講解BNAyNxAN習(xí)題習(xí)題1-22 程度梁的支承和載荷如下圖。知力程度梁的支承和載荷如下圖。知力F、力偶的力偶矩