理论力学6―桁架、摩擦、重心ppt课件.ppt

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1、第六章桁架、摩擦、重心6.1桁架桁架结构6.1桁架桁架是由若干直杆在两端通过焊接、铆接所构成的几何形状不变的工程承载结构。桁架中各杆轴线的交点称为节点。优点：能够充分发挥一般钢材抗拉、压性能强的优势，具有用料省、自重轻、承载能力强、装配拆卸方便等优点。房屋建筑、起重机架、高压线塔、油田井架以及铁路桥梁等，多采用这种结构。焊接螺栓连接铆接6.1桁架各杆件轴线不在同一平面内的桁架，称为空间桁架。各杆件轴线都在同一平面内的桁架，称为平面桁架。一、如何进行平面桁架内力计算？力学模型力学特性分析计算6.1桁架2.杆件与杆件间均用光滑铰链连接。4.各杆件自重不计或平均

2、分布在节点上。桁架中每根杆件均为二力杆考虑如下几点假设：理想桁架二、建立平面桁架力学模型力学模型力学特性分析计算1.各杆件为直杆，各杆轴线位于同一平面内。3.载荷作用在节点上且位于桁架几何平面内。6.1桁架杆件号12345理想桁架模型3000-4242.642000-40000实际桁架模型1实际桁架模型2不同力学模型计算结果对比假设2：桁架中杆件间均用光滑铰链连接。假设3：载荷作用在节点上。2991.52-4229.491988.01-3991.1113.6393040.57-4319.121961.86-4219.1540.5896.1桁架由三根杆与三个

3、节点组成一个基本三角形，再附加杆件形成更多的三角形，则所构成的桁架称为简单桁架总杆数总节点数平面简单桁架（平面静定桁架）三、简单理想桁架的内力计算6.1桁架对于简单理想桁架，各杆所传递的力均可通过力系的平衡方程来计算。节点法——应用平面汇交力系平衡条件，逐一研究桁架上每个节点的平衡。截面法——应用平面任意力系的平衡条件，研究桁架由截面切出的某些部分的平衡。无论采用哪种方法，往往都应先求支座的约束反力。应注意正确选取节点的顺序（截面），使未知力数目与平衡方程数目相等，避免求解联立方程，简化计算过程。为了便于用计算结果的正、负来判断各杆的受力特性，一般在分析各

4、杆受力时，先假定各杆受拉。注意三、简单理想桁架的内力计算6.1桁架已知:平面桁架节点E处受载荷P，各杆长度均为l；求:1、2、3杆受力。解:取整体,求支座约束力由平面力系平衡条件列平衡方程节点法依次取节点A，C，E为研究对象对节点A由平面汇交力系平衡条件列平衡方程得例16.1桁架对节点C由平面汇交力系平衡条件列平衡方程对节点E由平面汇交力系平衡条件列平衡方程依次取各节点为研究对象并画出相应的受力图；应用相应的汇交力系的平衡条件列平衡方程求出各杆件的未知力。节点法求解要点6.1桁架用截面m-n分桁架为两部分，取桁架左边部分截面法假想用一截面截取出桁架的某一部

5、分作为研究对象，此时被截杆件的内力作为研究对象的外力，可应用一般力系的平衡条件列平衡方程求出被截杆件的未知内力。截面法求解要点摩擦的类别：干摩擦—固体对固体的摩擦。流体摩擦—流体相邻层之间由于流速的不同而引起的切向力。①滑动摩擦——由于物体间相对滑动或有相对滑动趋势引起的摩擦。滚动摩擦——由于物体间相对滚动或有相对滚动趋势引起的摩擦。②6.2摩擦当两个相互接触的物体具有相对滑动或相对滑动趋势时，彼此间产生的阻碍相对滑动或相对滑动趋势的力，称为滑动摩擦力。摩擦力作用于相互接触处，其方向与相对滑动的趋势或相对滑动的方向相反，它的大小根据主动力作用的不同，可以分

6、为三种情况，即静滑动摩擦力，最大静滑动摩擦力和动滑动摩擦力。若仅有滑动趋势而没有滑动时产生的摩擦力称为静滑动摩擦力；若存在相对滑动时产生的摩擦力称为动滑动摩擦力。6.2摩擦在粗糙的水平面上放置一重为P的物体，该物体在重力P和法向反力FN的作用下处于静止状态。今在该物体上作用一大小可变化的水平拉力F，当拉力F由零值逐渐增加但不很大时，物体仍保持静止。可见支承面对物体除法向约束反力FN外，还有一个阻碍物体沿水平面向右滑动的切向力，此力即静滑动摩擦力，简称静摩擦力，常以FS表示，方向向左，如图。6.2.1静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力FNPFNPFSF6.2摩擦

7、静摩擦力的大小随水平力F的增大而增大，这是静摩擦力和一般约束反力共同的性质。静摩擦力又与一般约束反力不同，它并不随力F的增大而无限度地增大。当力F的大小达到一定数值时，物块处于将要滑动、但尚未开始滑动的临界状态。这时，只要力F再增大一点，物块即开始滑动。当物块处于平衡的临界状态时，静摩擦力达到最大值，即为最大静滑动摩擦力，简称最大静摩擦力，以Fmax表示。此后，如果F再继续增大，但静摩擦力不能再随之增大，物体将失去平衡而滑动。这就是静摩擦力的特点；6.2.1静滑动摩擦力及最大静滑动摩擦力FNPFSF6.2摩擦综上所述可知，静摩擦力的大小随主动力的情况而改变

8、，但介于零与最大值之间，即由实验证明：最大静滑动摩擦力的大小与两物