最新1-第一章构件的静力分析教学讲义PPT.ppt

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1、1-第一章构件的静力分析第一章构件的静力分析第一节　静力分析基础第二节　平面汇交力系第三节　力矩与平面力偶系第四节　平面任意力系第五节　摩擦与自锁第一节　静力分析基础一、静力学基本概念1.刚体的概念2.力的概念(1)力的定义　力是物体间的相互机械作用。(2)力的三要素　力对物体作用的效应取决于力的大小、方向和作用点，通常称为力的三要素。(3)力的单位　度量力大小的单位将随着采用的单位制不同而不同。(4)力的表示方法　力属于矢量，力的三要素可以用有向线段来表示，称为力矢。3.力系第一节　静力分析基础图1-6　三力汇交第一

2、节　静力分析基础1M7.tif第一节　静力分析基础三、约束与约束反力1.柔性体约束2.光滑面约束第一节　静力分析基础图1-8　柔性体约束第一节　静力分析基础图1-9　光滑面约束a)固定约束　b)活动约束3.光滑铰链约束第一节　静力分析基础1M10.tif第一节　静力分析基础图1-11　光滑铰链约束a)中间铰链约束　b)固定铰链支座约束　c)活动铰链支座约束4.固定端约束第一节　静力分析基础图1-12　固定端约束四、构件的受力分析及受力图1)根据题目要求明确研究对象，将研究对象从周围物体中分离出来，画出分离体2)在分离体

3、图上画出作用其上的主动力(一般为已知力)。3)根据所解除约束的性质(二力杆的特点、作用力与反作用力公理、三力平衡汇交定理等)，在解除约束处画上相应的约束反力。第一节　静力分析基础1M13.tif4)受力图上所有的力都必须根据其性质，注明相应字母，一般主动力常用F、FP、FG等表示，约束反力则常用FR、FT、FN等表示。第一节　静力分析基础例1-1如图1-13a所示，一球其重为FG，用绳索吊住，并靠在光滑斜面上，试画出该球的受力图。解1)以球为研究对象，解除约束，画出球的分离体图。2)球重为FG，重力属主动力，过球心O点

4、垂直向下画力矢FG。3)球被分离出来，B点解除了软绳BC的约束，在B处沿BC方向画背离球体的柔体约束反力FT。例1-2如图1-14a所示，重量为FG的梯子AB，搁在水平地面和铅直墙壁上，在D点用水平绳索DE与墙相连。若略去摩擦，试画出梯子的受力图。解1)取梯子为研究对象，解除约束，画出梯子的分离体图。2)梯子受到的主动力为重力FG，过C点作用于其重心，方向铅直向下。第一节　静力分析基础1M14.tif3)梯子被分离出来后，需要在A、B、D三处分别解除墙壁、地面和绳索构成的约束。第一节　静力分析基础例1-3如图1-15a

5、所示的结构，由杆AC、CD与滑轮B铰接组成。物重FW用绳子挂在滑轮上。杆、滑轮及绳子的自重不计，并忽略各处的摩擦，试分别画出滑轮B、重物、杆AC、CD及整体的受力图。第一节　静力分析基础图1-15　受力图三解1)取滑轮及绳索为研究对象①解除约束，画出其分离体图。第一节　静力分析基础②在B处为光滑铰链约束，画出销钉对轮孔的约束反力FBx、FBy。在E、H处有绳索的拉力FET、FHT，其受力如图1-15b所示。2)取重物为研究对象①解除约束，画出其分离体图。②画出主动力重力FW。在H处有绳索的拉力F′HT，它与FHT是作用

6、力与反作用力的关系。其受力如图1-15c所示。3)取二力杆CD为研究对象(在系统问题中，先找出二力杆将有助于确定某些未知力的方位)解除约束，画出其分离体图。由于CD杆受拉(当受力指向不明时，可先假设一方向)，在C、D处画上拉力FC与FD，FD=-FC。其受力如图1-15d所示。4)取AC杆为研究对象第一节　静力分析基础①解除A、B、C三处约束，画出其分离体图。②A处为固定铰链，故画上约束反力FAx、FAy。在B处画上F、F，它们分别与FBx、FBy互为作用力与反作用力。在C处画上F，它与FC是作用力与反作用力的关系，即

7、FC=-FC′，其受力如图1-15e所示。5)以整体为研究对象。①解除约束，画出其分离体图。②画出主动力重力FW。画出约束反力FAx、FAy。画出约束反力FD和FHT。其受力如图1-15f所示(对整个系统来说，B、C、H三处受的均是内力作用，在受力图上不必画出)。第二节　平面汇交力系一、平面汇交力系合成的几何法1.力的多边形法则图1-16　力合成的多边形法则2.合力的矢量表达式二、平面汇交力系合成的解析法第二节　平面汇交力系解析法的基础是力在坐标轴上的投影，它是利用平面汇交力系在直角坐标轴上的投影求解力系合力的一种方法

8、。1.力在直角坐标轴上的投影图1-17　力在直角坐标轴上的投影第二节　平面汇交力系图1-18　力F的方向a)　　　　b)　　　　c)　　　　d)＞0＜0＞0＜0＞0＞0＜0＜0a)　　　　b)　　　　c)　　　　d)＞0＜0＞0＜0＞0＞0＜0＜0例1-4试求图1-19中各力在x、y轴上的投影。已知