橋梁受力之靜力

第一篇靜力分析研究內(nèi)容：剛體在各種力系作用下平衡的一般規(guī)律橋梁受有：自身重力、鐵軌壓力、橋墩作用力、風載等機身受有：自身重力、旋翼軸的作用力、空氣動力等靜力平衡

§1–1靜力學的基本概念§1–2靜力學公理§1–3約束與約束反力§1–4物體的受力分析與受力圖

第一章基本概念與受力分析力的單位：國際單位制：牛頓(N) §1-1靜力學基本概念一、力Force的概念1．定義：力是物體間的相互機械作用，這種作用可以改變物體的運動狀態(tài)。2.力的效應(yīng)：

①運動效應(yīng)(外效應(yīng))②變形效應(yīng)(內(nèi)效應(yīng))。3.力的三要素：大小，方向，作用點AF*

運動效應(yīng)或外效應(yīng)*變形效應(yīng)或內(nèi)效應(yīng)力的作用效應(yīng)：力系SystemofForces

：是指作用在物體上的一群力。平衡力系EquilibriumForceSystem

：物體在力系作用下處于平衡，我們稱這個力系為平衡力系。是指物體相對于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運動的狀態(tài)。

二.剛體就是在力的作用下，大小和形狀都不變的物體。三.平衡EquilibriumAF平衡問題§1-2靜力學基本公理公理：無須證明而為人們所公認的結(jié)論。公理1二力平衡公理作用于剛體上的兩個力，使剛體平衡的必要與充分條件是： 這兩個力大小相等|

F1|=|F2|

方向相反

F1

=–F2

作用線共線， 作用于同一個物體上。二力體：只在兩個力作用下平衡的剛體叫二力體。二力桿memberssubjectedtotheactionoftwoforces不是二力構(gòu)件剛化公理－將變形體看作作剛體的條件剛體平衡條件是是變形體平衡的的必要條件而非非充分條件。推論(力在剛體上的可可傳性)作用于剛體上的力，其作用用點可以沿作用用線在該剛體內(nèi)內(nèi)前后任意移動動，而不改變它它對該剛體的作作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB公理2加加減平衡力系原原理即，合力為原兩力的的矢量和。A公理3(力平行四邊形公公理)作用于物體上任一點的兩個個力可合成為作作用于同一點的的一個力，即合合力。合力的矢矢由原兩力的矢矢為鄰邊而作出出的力平行四邊邊形的對角矢來來表示。F1F2FR矢量表達式：FR=F1+F2AF1F2FRAF1F2FRAF1F2FR力三角形法FR=F1+F2++Fn=SFi（i=1,2,,n）力多邊形法則推論(三力匯交定理)當剛體在三個力力作用下平衡時時，設(shè)其中兩力力的作用線相交交于某點，則第第三力的作用線線必定也通過這這個點。F1FF2A=證明：F1F2F3A3AA2A1F3FA=A3F1F2F3A3AA2A1推論(三力匯交定理理)當剛體在三個個力作用下平平衡時，設(shè)其其中兩力的作作用線相交于于某點，則第第三力的作用用線必定也通通過這個點。。證明：公理4作作用力和反作作用力定律等值、反向、、共線、異體體、且同時存存在。[例]吊燈作用力與反作作用力定律兩物體間的相相互作用力，大小相等，，方向相反，，作用線沿同同一直線。此公理闡明了了物體間相互互作用的關(guān)系系，表明作用力力與反作用力力成對出現(xiàn)，，并分別作用用在不同的物物體上。FRFR'齒輪嚙合力討論：在拔河比賽中中,既然雙方的作作用力與反作作用力的大小小相等,應(yīng)該不可能分分出勝負,實際上總有一一方獲勝,這是否違背了了作用力與反作作用力定律?約束反力：約束給被約束束物體的力叫叫約束反力。?！?-3約約束Constraint與約束反力ConstraintForce一、概念自由體FreeBody：位移不受限制制的物體叫自自由體。非自由體NonfreeBody：位移受限制的的物體叫非自自由體。約束：對非自由體的的某些位移預預先施加的限限制條件稱為為約束。（這里，約束束是名詞，而而不是動詞的的約束。）①大小常常是是未知的；②方向總是與與約束限制的的物體的位移移方向相反；；③作用點在物物體與約束相相接觸的那一一點。約束反力特點點：GGN1N2二、約束類型型和確定約束束反力方向的的方法：柔性約束CableConstraintPPTTF1F2A柔繩約束膠帶構(gòu)成的約約束柔性約束CableConstraint柔繩約束鏈條構(gòu)成的約約束約束類型與實例繩索、鏈條、、皮帶柔性約束CableConstraint約束反力作用在接觸點點處，方向沿公法線，指指向受力物體體光滑面約束SmoothSurfaceConstraintPNNPNANBNN凸輪頂桿機構(gòu)構(gòu)FR'FR光滑面約束SmoothSurfaceConstraint光滑面約束SmoothSurfaceConstraint滑槽與銷釘（（雙面約束））光滑面約束SmoothSurfaceConstraintSmoothsurface光滑面約束SmoothSurfaceConstraint光滑圓柱鉸鏈鏈結(jié)構(gòu)一般有有以下四種形形式中間鉸固定鉸支座活動鉸支座(輥軸支座)二力構(gòu)件(鏈鏈桿)其它光滑鉸鏈約束束ConstraintOfSmoothCylindricalPin圓柱鉸鏈AAXAYAAFNFNFNFxFy恐龍骨骼的鉸鉸鏈連接光滑鉸鏈約束束ConstraintOfSmoothCylindricalPin球股骨盆骨球窩盆骨與股骨之之間的球鉸連連接光滑鉸鏈約束束ConstraintOfSmoothCylindricalPin光滑鉸鏈約束束ConstraintOfSmoothCylindricalPin光滑鉸鏈約束束ConstraintOfSmoothCylindricalPin中間鉸鉸(Hinge)銷釘中間鉸簡化表示：約束力表示：：固定鉸支座上擺銷釘下擺固定鉸支座swf0109b.swf固定鉸支座鉸固定鉸支座固定鉸支座活動鉸支座SlidingHinged-Support（輥軸支座）上擺銷釘?shù)装鍧L輪活動鉸支座活動鉸支座其它表示FAAFBFCBCAFABFBCFC活動鉸支座連桿支座連桿支座的約束力力沿連桿中心線，指指向不定。連桿支座翻斗車連桿支座實例固定端約束煙筒，電線桿，懸懸臂粱，機床的卡卡盤約束類型和約束反反力約束類型約束力未知量個數(shù)

1

1

2

2

2

3約束類型和約束反反力約束類型約束力未知量數(shù)目

3

4

4

5

6一、受力分析作用在物體上的力力有：主動力：如重力,風力,氣體壓力力等。被動力：即約束反反力?！?-4物體的的受力分析和受力力圖畫物體受力圖主要要步驟為：①選研究對象；；②取分離體；③畫上主動力；④④畫出約束反力。。二、受力圖[例]（類似于p21）ATAAAPTA柔性約束[例]（p20）尖點問題應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束作圖示軋路機軋輪輪的受力圖。OABCOTBPAN例(p21)兩只油桶堆放在槽槽中，畫出每個桶桶的受力圖。例.(p16)畫各構(gòu)件的受力圖圖二力構(gòu)件ABCBCACABCDCCD例題由水平桿AB和斜桿BC構(gòu)成的管道支架如如圖所示。在AB桿上放一重為P的管道。A,B,C處都是鉸鏈連接。。不計各桿的自重重,各接觸面都是光滑滑的。試分別畫畫出管道O,水平桿AB,斜桿BC及整體的受力圖。。ACBDOP解:(1)取管道O為研究對象OPND(2)取斜桿BC為研究對象CBRCRB二力桿ACBDOPABDND′RB′FAy(3)取水平桿AB為研究對象FAXFA三力平衡匯交定理理CBRCRBACBDOPOPND(4)取整體為研究對對象：FAyFAXRCCBRCRBACBDOPDACBOPABDND′RB′FAyFAX(4)取整體為研究對對象：RCCBRCRBACBDOPDACBOPABDND′RB′FAyFAXFAE如圖所示結(jié)構(gòu)，，畫AD、BC的受力圖。C雙鉸剛桿約束例例題ABABFAFB雙鉸鏈剛桿約束束受力圖正確嗎?CABABFAFB雙鉸鏈剛桿約束束例(p15)畫出AB桿