橋梁受力分析演示文稿

橋梁受力分析演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)研究?jī)?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(fēng)載等機(jī)身受有：自身重力、旋翼軸的作用力、空氣動(dòng)力等靜力平衡當(dāng)前第2頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)§1–1靜力學(xué)的基本概念§1–2靜力學(xué)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當(dāng)前第3頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)力的單位：國(guó)際單位制：牛頓(N) §1-1靜力學(xué)基本概念一、力Force的概念1．定義：力是物體間的相互機(jī)械作用，這種作用可以改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.力的效應(yīng)：①運(yùn)動(dòng)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(diǎn)AF當(dāng)前第4頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)*運(yùn)動(dòng)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)：當(dāng)前第5頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)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(gè)力系為平衡力系。是指物體相對(duì)于慣性參考系保持靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)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當(dāng)前第6頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)平衡問(wèn)題當(dāng)前第7頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)當(dāng)前第8頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)§1-2靜力學(xué)基本公理公理：無(wú)須證明而為人們所公認(rèn)的結(jié)論。公理1二力平衡公理作用于剛體上的兩個(gè)力，使剛體平衡的必要與充分條件是： 這兩個(gè)力大小相等|

F1|=|F2|

方向相反F1

=–F2

作用線共線， 作用于同一個(gè)物體上。當(dāng)前第9頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)二力體：只在兩個(gè)力作用下平衡的剛體叫二力體。二力桿memberssubjectedtotheactionoftwoforces不是二力構(gòu)件當(dāng)前第10頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)剛化公理－將變形體看作剛體的條件剛體平衡條件是變形體平衡的必要條件而非充分條件。當(dāng)前第11頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)推論(力在剛體上的可傳性)

作用于剛體上的力，其作用點(diǎn)可以沿作用線在該剛體內(nèi)前后任意移動(dòng)，而不改變它對(duì)該剛體的作用。==F1=－F2=FFABFABF2F1F1AB公理2加減平衡力系原理當(dāng)前第12頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)即，合力為原兩力的矢量和。A公理3(力平行四邊形公理)

作用于物體上任一點(diǎn)的兩個(gè)力可合成為作用于同一點(diǎn)的一個(gè)力，即合力。合力的矢由原兩力的矢為鄰邊而作出的力平行四邊形的對(duì)角矢來(lái)表示。F1F2FR矢量表達(dá)式：FR=F1+F2當(dāng)前第13頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)AF1F2FRAF1F2FRAF1F2FR力三角形法當(dāng)前第14頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)FR=F1+F2+

+Fn

=SFi

（i=1,2,,n）力多邊形法則當(dāng)前第15頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)推論(三力匯交定理)

當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過(guò)這個(gè)點(diǎn)。F1FF2A=證明：F1F2F3A3AA2A1當(dāng)前第16頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)F3FA=A3F1F2F3A3AA2A1推論(三力匯交定理)

當(dāng)剛體在三個(gè)力作用下平衡時(shí)，設(shè)其中兩力的作用線相交于某點(diǎn)，則第三力的作用線必定也通過(guò)這個(gè)點(diǎn)。證明：當(dāng)前第17頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)公理4作用力和反作用力定律等值、反向、共線、異體、且同時(shí)存在。[例]吊燈當(dāng)前第18頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)作用力與反作用力定律

兩物體間的相互作用力，大小相等，方向相反，作用線沿同一直線。此公理闡明了物體間相互作用的關(guān)系，表明作用力與反作用力成對(duì)出現(xiàn)，并分別作用在不同的物體上。FRFR'齒輪嚙合力當(dāng)前第19頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)討論：在拔河比賽中,既然雙方的作用力與反作用力的大小相等,應(yīng)該不可能分出勝負(fù),實(shí)際上總有一方獲勝,這是否違背了作用力與反作用力定律?當(dāng)前第20頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)約束反力：約束給被約束物體的力叫約束反力?！?-3約束Constraint與約束反力ConstraintForce一、概念自由體FreeBody

：位移不受限制的物體叫自由體。非自由體NonfreeBody

：位移受限制的物體叫非自由體。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。）當(dāng)前第21頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)①大小常常是未知的；②方向總是與約束限制的物體的位移方向相反；③作用點(diǎn)在物體與約束相接觸的那一點(diǎn)。約束反力特點(diǎn)：GGN1N2當(dāng)前第22頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)二、約束類型和確定約束反力方向的方法：柔性約束CableConstraintPPTTF1F2當(dāng)前第23頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)A當(dāng)前第24頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)柔繩約束膠帶構(gòu)成的約束柔性約束CableConstraint當(dāng)前第25頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)柔繩約束鏈條構(gòu)成的約束約束類型與實(shí)例當(dāng)前第26頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)繩索、鏈條、皮帶柔性約束CableConstraint當(dāng)前第27頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)約束反力作用在接觸點(diǎn)處，方向沿公法線，指向受力物體光滑面約束SmoothSurfaceConstraintPNNPNANBNN當(dāng)前第28頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)凸輪頂桿機(jī)構(gòu)當(dāng)前第29頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)當(dāng)前第30頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)FR'FR光滑面約束SmoothSurfaceConstraint當(dāng)前第31頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)光滑面約束SmoothSurfaceConstraint當(dāng)前第32頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)滑槽與銷釘（雙面約束）光滑面約束SmoothSurfaceConstraint當(dāng)前第33頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)Smoothsurface

光滑面約束SmoothSurfaceConstraint當(dāng)前第34頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)光滑圓柱鉸鏈結(jié)構(gòu)一般有以下四種形式中間鉸固定鉸支座活動(dòng)鉸支座(輥軸支座) 二力構(gòu)件(鏈桿)其它當(dāng)前第35頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)光滑鉸鏈約束ConstraintOfSmoothCylindricalPin圓柱鉸鏈AAXAYAAFNFNFNFxFy當(dāng)前第36頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)恐龍骨骼的鉸鏈連接光滑鉸鏈約束ConstraintOfSmoothCylindricalPin當(dāng)前第37頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)球股骨盆骨球窩盆骨與股骨之間的球鉸連接光滑鉸鏈約束ConstraintOfSmoothCylindricalPin當(dāng)前第38頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)光滑鉸鏈約束ConstraintOfSmoothCylindricalPin當(dāng)前第39頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)光滑鉸鏈約束ConstraintOfSmoothCylindricalPin當(dāng)前第40頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)當(dāng)前第41頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)當(dāng)前第42頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)中間鉸鉸(Hinge)當(dāng)前第43頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)銷釘中間鉸當(dāng)前第44頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)簡(jiǎn)化表示：約束力表示：當(dāng)前第45頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)固定鉸支座上擺銷釘下擺當(dāng)前第46頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)固定鉸支座swf0109b.swf當(dāng)前第47頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)固定鉸支座當(dāng)前第48頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)鉸固定鉸支座當(dāng)前第49頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)固定鉸支座當(dāng)前第50頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)活動(dòng)鉸支座SlidingHinged-Support

（輥軸支座）當(dāng)前第51頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)上擺銷釘?shù)装鍧L輪活動(dòng)鉸支座當(dāng)前第52頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)活動(dòng)鉸支座當(dāng)前第53頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)其它表示FAAFBFCBCAFABFBCFC活動(dòng)鉸支座當(dāng)前第54頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)連桿支座連桿支座的約束力沿連桿中心線，指向不定。當(dāng)前第55頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)連桿支座當(dāng)前第56頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)翻斗車連桿支座當(dāng)前第57頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)當(dāng)前第58頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)實(shí)例當(dāng)前第59頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)固定端約束煙筒，電線桿，懸臂粱，機(jī)床的卡盤(pán)當(dāng)前第60頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)約束類型和約束反力約束類型約束力未知量個(gè)數(shù)

1

1

2

2

2

3當(dāng)前第61頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)約束類型和約束反力約束類型約束力未知量數(shù)目

3

4

4

5

6當(dāng)前第62頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)一、受力分析作用在物體上的力有：主動(dòng)力：如重力,風(fēng)力,氣體壓力等。被動(dòng)力：即約束反力?！?-4物體的受力分析和受力圖當(dāng)前第63頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)畫(huà)物體受力圖主要步驟為：①選研究對(duì)象；②取分離體；③畫(huà)上主動(dòng)力；④畫(huà)出約束反力。二、受力圖[例]（類似于p21）當(dāng)前第64頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)ATAAAPTA柔性約束當(dāng)前第65頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)[例]（p20）尖點(diǎn)問(wèn)題應(yīng)去掉約束應(yīng)去掉約束當(dāng)前第66頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)

作圖示軋路機(jī)軋輪的受力圖。當(dāng)前第67頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)OABCOTBPAN當(dāng)前第68頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)例(p21)兩只油桶堆放在槽中，畫(huà)出每個(gè)桶的受力圖。當(dāng)前第69頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)例.(p16)畫(huà)各構(gòu)件的受力圖二力構(gòu)件當(dāng)前第70頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)ABCBCACABCDCCD當(dāng)前第71頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)例題

由水平桿AB和斜桿

BC構(gòu)成的管道支架如圖所示。在AB桿上放一重為P的管道。A,B,C處都是鉸鏈連接。不計(jì)各桿的自重,各接觸面都是光

滑的。試分別畫(huà)出管道O,水平桿AB,斜桿BC及整體的受力圖。ACBDOP當(dāng)前第72頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)解:(1)取管道O為研究對(duì)象OPND(2)取斜桿BC為研究對(duì)象CBRCRB二力桿ACBDOP當(dāng)前第73頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)ABDND′RB′FAy(3)取水平桿AB為研究對(duì)象FAXFA三力平衡匯交定理CBRCRBACBDOPOPND當(dāng)前第74頁(yè)\共有84頁(yè)\編于星期二\8點(diǎn)(4)取整體為研究對(duì)象：FAyFAXRCCBRCRBACBDOPDACBOPABDND′RB′F