《构件静力问题》PPT课件

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1、第2章构件静力问题的分析与解决第2章构件静力问题的分析与解决2021/10/312.1构件平面力系的合成2.2构件平衡问题的分析与解决2.3摩擦平衡问题的分析与解决第2章构件静力问题的分析与解决第2章构件静力问题的分析与解决2021/10/32【本章知识学习目标】1.理解平面力系合成的方法、过程和相关公式。2.理解主矢与合力、主矩与合力偶及其区别。3.理解力系平衡总则及平衡方程式。4.理解物系的拆分及研究对象的选取。5.了解静定与静不定问题。6.理解滑动摩擦力性质、摩擦定律。理解摩擦角与自锁及其工程应用。第2章构件静力问题的分析与解决202

2、1/10/33【本章能力训练目标】1.会把平面的汇交力系、力偶系、任意力系进行合成。2.能够灵活应用力系平衡总则分析解决单个构件和物系的平衡问题。3.会用力系平衡总则及摩擦定律分析解决带摩擦的平衡问题。第2章构件静力问题的分析与解决2021/10/342.1构件平面力系的合成【知识要点学习】2.1.1平面汇交力系的合成平面汇交力系——力系中各力作用线共处同一平面，且全部汇交于一点。平面汇交力系合成——求平面汇交力系的合力。2.1构件平面力系的合成2021/10/352.1构件平面力系的合成2021/10/36例2-1已知物体的O点作用着平面汇

3、交力系（F1，F2，F3，F4），其中F1＝F2＝100N，F3＝150N，F4＝200N，各力的方向如图所示。求此力系合力的大小和方向。【能力训练示范——平面汇交力系合成示例】2.1构件平面力系的合成2021/10/37解：(1)建立平面直角坐标系Oxy。(2)由合力投影定理分别计算合力FR的两个投影。2.1构件平面力系的合成2021/10/38(3)求合力FR的大小和方向。2.1构件平面力系的合成由于投影FRx为“－”、FRy为“＋”，表明分力FRx沿x轴负向、FRy沿y轴正向，据此可确定合力FR从O点起指向左上方，如图所示。2021/1

4、0/39【知识要点学习】2.1.2平面力偶系的合成见“1.3.6平面力偶系的合成与平衡”。2.1构件平面力系的合成2.1.3平面一般（任意）力系的合成平面一般（任意）力系——力系中各力作用线共处同一平面，但并不都汇交于一点，又不完全平行。平面一般力系合成——求平面一般力系的合力。平面任意力系是工程实际中最常见的，空间力系有些也可以转化为平面力系来求解。分析和解决平面任意力系问题的方法具有普遍性，意义重大。2021/10/310例2-2平面一般力系如图，各力大小为F1=800N，F2=600N，F3=1000N，F4=500N，每刻度图示长度为

5、100mm。求该力系合成的最后结果。【能力训练示范——平面一般力系合成示例1】2.1构件平面力系的合成2021/10/3112021/10/312解：(1)将各力平移到合成中心O点，把“平面一般力系”转化为“平面汇交力系”加“平面力偶系”，如上页图。(2)求解平移所得的“平面汇交力系”的合力：=ΣFx=F1x+F2x+F3x+F4x=F1+0-F3cos30°-F4sin60°=800-1000×0.866-500×0.866=-499(N)=ΣFy=F1y+F2y+F3y+F4y=0+F2-F3sin30°+F4cos60°=600-100

6、0×0.5+500×0.5=350(N)2.1构件平面力系的合成2021/10/313由于投影为负、为正，所以的分力沿x轴负向、沿y轴正向，方向是从O点起指向左上方，如图c。2.1构件平面力系的合成2021/10/314(3)求解平移所得的“平面力偶系”的合力偶MO：MO=m1+m2+m3+m4=-F1×200+F2×400+F3sin30°×200-F4sin60°×200=-800×200+600×400+1000×0.5×200-500×0.866×200=93400Nmm。MO：平面一般力系的主矩，它也只反映平面一般力系使刚体绕合成中

7、心O点转动的效果，也不能反映平面一般力系的全部作用效果。主矩随合成中心位置的不同而改变，即与合成中心的位置有关。2.1构件平面力系的合成：平面一般力系的主矢，它只反映平面一般力系使刚体移动的效果，并不能反映平面一般力系的全部作用效果。主矢不随合成中心位置的不同而改变，即与合成中心的位置无关。2021/10/315(4)如果主矢和主矩都不为零，还可继续合成，即把主矢恰当平移后所产生的附加力偶与主矩恰好抵消，最后可得合力FR。对于本例，主矢应向右上方平移，以产生顺时针附加力偶Mo‘与逆时针主矩Mo抵消，平移距离d计算如下：到达最终位置（已离开O点

8、）的力FR即为整个平面一般力系的合力，它能反映平面一般力系的全部作用效果。合力的大小和方向与主矢完全相同，但两者力线位置不同。2.1构件平面力系的合成2021/10