靜力學(xué)基礎(chǔ)2分析

1、 11 靜力學(xué)公理靜力學(xué)公理 12 匯交力系與力偶系匯交力系與力偶系 13 約束與約束力約束與約束力 14 物體的受力分析物體的受力分析第一章第一章 靜力學(xué)基礎(chǔ)靜力學(xué)基礎(chǔ)約束力：約束力：約束給被約束物體的力叫約束力。 1-3 1-3 約束與約束力約束與約束力一、概念一、概念自由體：自由體：位移不受限制的物體叫自由體。非自由體：非自由體：位移受限制的物體叫非自由體。約束：約束：對(duì)非自由體的某些位移預(yù)先施加的限制條件稱為約束。 （這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束。）（這里，約束是名詞，而不是動(dòng)詞的約束。）大小常常是未知的；方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。

2、約束力特點(diǎn)：約束力特點(diǎn)：GGN1N2繩索類只能受拉只能受拉，所以它們的約束力是作用在接觸點(diǎn)作用在接觸點(diǎn)，方向沿繩索背離物體沿繩索背離物體。二、約束類型和確定約束力方向的方法：二、約束類型和確定約束力方向的方法：1.由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束由柔軟的繩索、鏈條或皮帶構(gòu)成的約束PPT皮帶與皮帶輪柔索只能受拉力，用柔索只能受拉力，用FT表示表示2.光滑接觸面的約束光滑接觸面的約束 ( (光滑指摩擦不計(jì)光滑指摩擦不計(jì)) )約束力：作用在接觸點(diǎn)處作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體。沿公法線，指向受力物體。稱為法向約束力，用稱為法向約束力，用FN 表示表示PNNP3.光滑圓柱鉸鏈約束光滑圓

3、柱鉸鏈約束類型：類型：圓柱鉸鏈圓柱鉸鏈固定鉸支座固定鉸支座活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）活動(dòng)鉸支座（輥軸支座） 生活中：剪刀生活中：剪刀圓柱鉸鏈圓柱鉸鏈固定鉸支座固定鉸支座活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）工程實(shí)例工程實(shí)例約束力特點(diǎn)：約束力特點(diǎn)：A當(dāng)外界載荷不同時(shí)，接觸點(diǎn)會(huì)變，則約束力的大小與方向均有改變當(dāng)外界載荷不同時(shí)，接觸點(diǎn)會(huì)變，則約束力的大小與方向均有改變可用二個(gè)通過軸心的正交分力可用二個(gè)通過軸心的正交分力 表示表示yxFF,光滑圓柱鉸鏈：光滑圓柱鉸鏈：可用兩個(gè)正交分力表示可用兩個(gè)正交分力表示其中有作用反作用關(guān)系其中有作用反作用關(guān)系 ,cxcxcycyFFFF 一般不必分析銷釘受力，當(dāng)

4、要一般不必分析銷釘受力，當(dāng)要分析時(shí)，必須把銷釘單獨(dú)取出分析時(shí)，必須把銷釘單獨(dú)取出固定鉸支座固定鉸支座固定鉸支座簡圖活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）N的實(shí)際方向也的實(shí)際方向也可以向下可以向下活動(dòng)鉸支座（輥軸支座）4. 二二 力力 桿桿 解決力學(xué)問題時(shí)，首先要選定需要進(jìn)行研究的物體，即選擇研究對(duì)象；然后根據(jù)已知條件，約束類型并結(jié)合基本概念和公理分析它的受力情況，這個(gè)過程稱為物體的受力分析受力分析。 作用在物體上的力有：一類是:主動(dòng)力,如重力,風(fēng)力,氣體 壓力等。 二類是：被動(dòng)力，即約束力。 14 物體的受力分析物體的受力分析 一、一、受力分析受力分析工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析的工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行受力分析的步驟步驟： 根

5、據(jù)問題的需要，選定其中的某個(gè)構(gòu)件或某幾個(gè)構(gòu)根據(jù)問題的需要，選定其中的某個(gè)構(gòu)件或某幾個(gè)構(gòu)件的組合體作為研究對(duì)象，把它從整體中分離出來，畫出件的組合體作為研究對(duì)象，把它從整體中分離出來，畫出其簡圖，稱為取其簡圖，稱為取分離體分離體； 其次畫上已知的主動(dòng)力；其次畫上已知的主動(dòng)力； 最后逐個(gè)解除約束，代之相應(yīng)的約束力，便得到表最后逐個(gè)解除約束，代之相應(yīng)的約束力，便得到表示物體受力的簡圖，稱為示物體受力的簡圖，稱為受力圖受力圖。二二. .受力圖受力圖例例1 1解：畫出簡圖解：畫出簡圖畫出主動(dòng)力畫出主動(dòng)力畫出約束力畫出約束力碾子重為碾子重為 ，拉力為，拉力為 ， 、 處光滑處光滑接觸，畫出碾子的受力圖接觸

6、，畫出碾子的受力圖FABP例例2 2 解解：取屋架畫出主動(dòng)力畫出約束力畫出簡圖屋架受均布風(fēng)力 （N/m）， 屋架重為 ，畫出屋架的受力圖qP例例3 3 解：取 桿，其為二力構(gòu)件，簡稱二力桿，其受力圖如圖(b)CD水平均質(zhì)梁 重為 ，電動(dòng)機(jī)重為 ，不計(jì)桿 的自重，畫出桿 和梁 的受力圖。2PABCDCDAB1P取 梁，其受力圖如圖 (c)AB若這樣畫，梁 的受力圖又如何改動(dòng)?AB 桿的受力圖能否畫為圖（d）所示？CD試問：試問：例例4 4 不計(jì)三鉸拱橋的自重與摩擦，畫出左、右拱 的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖CBAB,解：右拱 為二力構(gòu)件，其受力圖如圖（b）所示CB系統(tǒng)整體受力圖如圖系統(tǒng)整體受力圖如圖

7、（d d）所示）所示取左拱取左拱 , ,其受力圖如圖其受力圖如圖（c c）所示）所示AC考慮到左拱考慮到左拱 三個(gè)力作用下三個(gè)力作用下平衡，也可按三力平衡匯交定平衡，也可按三力平衡匯交定理畫出左拱理畫出左拱 的受力圖，如的受力圖，如圖（圖（e e）所示）所示ACAC此時(shí)整體受力圖如圖（此時(shí)整體受力圖如圖（f f）所示所示對(duì)比對(duì)比討論：若左、右兩拱都考慮自討論：若左、右兩拱都考慮自重，如何畫出各受力圖？重，如何畫出各受力圖？如圖如圖（g g） （h h）（i i）例例5 5不計(jì)自重的梯子放在光滑水平地不計(jì)自重的梯子放在光滑水平地面上，畫出梯子、梯子左右兩部面上，畫出梯子、梯子左右兩部分與整個(gè)系統(tǒng)

8、受力圖分與整個(gè)系統(tǒng)受力圖解解：繩子受力圖如圖（繩子受力圖如圖（b b）所示）所示梯子左邊部分受力圖梯子左邊部分受力圖如圖（如圖（c c）所示）所示梯子右邊部分受力圖梯子右邊部分受力圖如圖（如圖（d d）所示）所示整體受力圖如圖（整體受力圖如圖（e e）所示）所示提問：提問：左右兩部分梯子在左右兩部分梯子在A A處、處、繩子對(duì)左右兩部分梯子均繩子對(duì)左右兩部分梯子均有力作用，為什么在整體有力作用，為什么在整體受力圖沒有畫出？受力圖沒有畫出？例例6 6 尖點(diǎn)問題應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束力偶不能與一個(gè)力等效，力偶不能與一個(gè)力平衡。力偶不能與一個(gè)力等效，力偶不能與一個(gè)力平衡。例例7 7

9、關(guān)于力偶 三三.畫受力圖應(yīng)注意的問題畫受力圖應(yīng)注意的問題除重力、電磁力外，物體之間只有通只有通過接觸過接觸才有相互機(jī)械作用力。b.不要多畫力不要多畫力a.不要漏畫力不要漏畫力對(duì)于受力體所受的每一個(gè)力，都應(yīng)能明確地指出它是哪一個(gè)施力體施力體施加的。約束力的方向方向必須嚴(yán)格地按照約束的類型約束的類型來畫，不能單憑直觀或根據(jù)主動(dòng)力的方向來簡單推想。c.不要畫錯(cuò)力的方向不要畫錯(cuò)力的方向d.受力圖上不能再帶約束受力圖上不能再帶約束。 即受力圖一定要畫在分離體上。e.受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。受力圖上只畫外力，不畫內(nèi)力。整體、局部或單個(gè)物體的受力圖上要保持一致。 f.同一系統(tǒng)各研究對(duì)象的受力圖必須整體與局部一致，相同一系統(tǒng)各研究對(duì)象的受力圖必須整體與局部一致，相 互協(xié)調(diào)，不能相互矛盾?；f(xié)調(diào)，不能相互矛盾。