物體的受力及其分析

物體的受力及其分析第1頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月內(nèi)容力的概念力學(xué)的基本定律約束與約束力構(gòu)件的受力分析第一節(jié)力學(xué)的基本概念第2頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一力學(xué)基本的概念力的定義(Forces)力的三要素力的矢量表示及單位剛體的概念力系的簡(jiǎn)化與平衡引言(Introduction)第一節(jié)力學(xué)的基本概念第3頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1力的定義

力：力是物體間的相互作用。外效應(yīng):如果力的作用使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生了改變，則稱(chēng)為力的外效應(yīng)。內(nèi)效應(yīng)：如果力的作用使構(gòu)件形狀尺寸發(fā)生了改變，則稱(chēng)為力的內(nèi)效應(yīng)。力的效應(yīng)第一節(jié)力學(xué)的基本概念第4頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2力的三要素

力的大小力的方向力的作用點(diǎn)力對(duì)構(gòu)件的效應(yīng)，決定于三要素。當(dāng)三個(gè)要素中有任何一個(gè)改變時(shí)，力的作用效果就會(huì)改變。第一節(jié)力學(xué)的基本概念第5頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3力的矢量表示及單位

力是一個(gè)具有大小和方向的矢量，稱(chēng)為力矢量。用一個(gè)有向線(xiàn)段表示，線(xiàn)段的長(zhǎng)度按一定的比例，表示力的大小，線(xiàn)段箭頭的指向表示力的方向。線(xiàn)段的始端A或末端B表示力的作用點(diǎn)。FN1FN2力的表示方法牛(N)或千牛(kN)表示，矢量用黑體字表示，或在字符上方畫(huà)箭頭表示。力的單位FW第6頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4剛體的概念

剛體：在外力作用下不發(fā)生變形的構(gòu)件稱(chēng)為剛體。剛體是不存在的，任何構(gòu)件受力后都將發(fā)生變形，但微小變形對(duì)討論構(gòu)件的平衡問(wèn)題不起主要作用，所以可以略去不計(jì)。5力系的簡(jiǎn)化與平衡：力系：若干個(gè)力組成的系統(tǒng)。力系的簡(jiǎn)化：用簡(jiǎn)單的力系代替復(fù)雜力系的過(guò)程。平衡：指物體相對(duì)于地球處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。力系物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，該力系稱(chēng)為平衡力系。第7頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二靜力學(xué)的基本定理二力平衡定理平衡力系定理力的平行四邊形定理作用與反作用定理內(nèi)容第8頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1二力平衡定理作用在構(gòu)件上的兩個(gè)力，使構(gòu)件保持平衡的必要和充分條件是，這兩個(gè)力大小相等，方向相反，且作用在同一直線(xiàn)上。構(gòu)件放置在水平面上，受到重力G和水平面的支承力FN作用處于平衡狀態(tài)，這兩個(gè)力必等值、反向、共線(xiàn)。GGFNFAFBABFN第9頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2平衡力系定理在已知力系上加上或減去任意平衡力系，不會(huì)改變?cè)ο祵?duì)剛體的作用效果。ABAB結(jié)論：作用于剛體上某點(diǎn)的力可沿作用線(xiàn)移動(dòng)。而不影響作用效果。第10頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CDAB3力的平行四邊形定理作用于構(gòu)件上同一點(diǎn)的兩個(gè)力，可合成為一合力，合力作用于該點(diǎn)，大小和方向是這兩個(gè)力為鄰邊構(gòu)成的平行四邊形的對(duì)角線(xiàn)。FR是F1，F(xiàn)2的合力，符合矢量加減法則，即FR=F1+F2

結(jié)論：構(gòu)件在三個(gè)共面而又互不平行力作用下處于平衡，則此三個(gè)力的作用線(xiàn)必匯交于一點(diǎn)。F1F2FRF3第11頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4作用與反作用定理兩構(gòu)件相互作用的力，必是等值、反向、共線(xiàn)的，而且分別同時(shí)作用在兩個(gè)構(gòu)件上。這定理說(shuō)明力永遠(yuǎn)是成對(duì)出現(xiàn)的，構(gòu)件間的作用總是相互的，有作用力就有反作用力。第12頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三約束與約束力

柔性約束光滑面約束光滑鉸鏈約束內(nèi)容作用于構(gòu)件上的力可分為主動(dòng)力和約束力。主動(dòng)力：能夠使構(gòu)件產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。約束力：限制構(gòu)件運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的反作用力。第13頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1柔性約束柔性約束：由繩索、鏈條、帶等柔性物體形成的約束稱(chēng)為柔性約束。由于柔性體本身只能承受拉力，因此柔性約束力的作用點(diǎn)在接觸點(diǎn)處，力的方向沿柔性體的中線(xiàn)，背離受力物體，用符號(hào)FT表示。柔性約束第14頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2光滑面約束光滑約束：當(dāng)兩構(gòu)件直接接觸，并忽略接觸處的摩擦?xí)r，把構(gòu)件的接觸面看成是完全光滑的剛性接觸面，簡(jiǎn)稱(chēng)為光滑約束。

光滑約束只能沿接觸處的公法線(xiàn)方向運(yùn)動(dòng)，故約束力作用在接觸點(diǎn)，沿接觸面法線(xiàn)方向，指向受力體，用FN表示。光滑面約束FNAFNBG第15頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3光滑鉸鏈約束鉸鏈聯(lián)接：兩構(gòu)件采用圓柱銷(xiāo)所形成的聯(lián)接為鉸鏈聯(lián)接。若相聯(lián)接的兩構(gòu)件均不固定，稱(chēng)為中間鉸鏈；若有一個(gè)構(gòu)件固定，稱(chēng)為固定鉸鏈。光滑鉸鏈約束：這類(lèi)約束的約束力沿圓柱面接觸點(diǎn)的公法線(xiàn)通過(guò)圓銷(xiāo)中心，方向不確定。通常用兩個(gè)正交分力FNx、FNy來(lái)表示。固定鉸鏈聯(lián)接與約束力中間鉸鏈第16頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月活動(dòng)鉸鏈支座下面裝上滾子，使它能在支承面上任意移動(dòng)，稱(chēng)為活動(dòng)鉸鏈?；顒?dòng)鉸鏈約束力：約束力通過(guò)鉸鏈中心并與支承面相垂直。活動(dòng)鉸鏈的結(jié)構(gòu)與約束力表示第17頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鉸鏈約束實(shí)例結(jié)構(gòu)約束力固定鉸鏈活動(dòng)鉸鏈固定鉸鏈活動(dòng)鉸鏈FAxFAyFNBFα第18頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四構(gòu)件的受力分析受力圖：在分離體上畫(huà)出全部(包括主動(dòng)力和約束力)的簡(jiǎn)圖，稱(chēng)為受力圖。例1：壓路機(jī)拉動(dòng)壓路磙子，磙子受到一障礙物的阻礙，如不計(jì)接觸處的摩擦，面出磙子的受力圖。工作示意圖磙子受力圖FFNAFNBFP第19頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2：粱A端為固定鉸鏈支座，B點(diǎn)為活動(dòng)鉸鏈支座。粱中點(diǎn)c處受到主動(dòng)力B作用。梁重不計(jì)，試畫(huà)梁的受力圖。梁的受力圖FAxFAyFBFPα第20頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3：汽車(chē)行駛在路面上，質(zhì)量為w，牽引力為

F。如不計(jì)接觸處