物体的受力分析及平衡条

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1、工程力学Engineeringmechanics授课教师授课对象：电话：邮件：办公地点：前言1.课程介绍（目的及意义）本课是工科学生的技术基础课。讲授工科毕业生必须了解和掌握的基本力学概念、力学分析方法和设计准则，解决工程问题。例如：你所在车间盖一间简易房，房梁是长方形截梁。如何放置房梁？再如：用一定尺寸圆形钢梁支承一10吨重的重物，是否安全，根据什么？2.课程内容材料力学工程力学静力学(Statics)理论力学运动学(Kinemetics)动力学(Dynamics)静力学：求解作用于构件上的外力材料力学：杆件受力后的基本变形（

2、拉、压、弯、扭）及压杆稳定。构件——力学模型——外力——变形——强度、刚度、稳定性——设计校核3.教学要求与计划课程类型：限选课考试形式：闭卷考试辅助形式：作业、出勤计划学时：32学时第一章物体的受力分析及平衡条件简化平衡力系的静力学------研究物体在力的作用下处于平衡的规律平衡:静止和保持匀速直线运动静力学任务研究对象：构件指宏观可见物体，如桥梁、汽车、塔、化工设备等。本章任务：搞清处于平衡状态下的构件上的全部外力（个数、作用线位置、大小）第一节物体的受力分析一、基本概念1、力:是物体间相互的机械作用，这种作用使物体的机械运

3、动状态发生变化，或使物体发生变形。2、刚体：在任何情况下都不发生变形的物体（理想化的力学模型）二、力的基本性质NG力的三要素：大小、方向、作用点力的单位：N(牛顿)，kN(千牛)FF'F=F'1、二力平衡条件作用于刚体上的两个力平衡的必要充分条件是----等值、反向、共线。重要名词:二力杆(二力体，二力构件):仅在两点受力而处于平衡物体或构件.用途：已知两力的作用点，确定其作用线。2、加减平衡力系原理：在作用于刚体的任何一个力系上，加上或减去任一平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。推论:力的可传性原理:作用于刚体上的力，可以

4、沿其作用线滑移，而不改变对刚体的作用效果。F1=F2=FAFF1F2BBAF2RF1F2也可用三角形法则表示:F1F2R3、力的平行四边形法则：作用于同一点的两个力可以合成为一个合力，合力的大小和方向是以这两个力为邻边的平行四边形的对角线矢量，其作用点不变。也即：合力等于两分力的矢量和。推论：三力平衡定理：如果一物体受三个力作用而处于平衡时，若其中两个力的作用线相交于一点，则第三个力的作用线必交于同一点。4、作用与反作用力定律：任何两物体间的相互作用力总是成对出现，并且等值、反向、共线，分别同时作用在两个物体上。注意：作用力和反作

5、用力同平衡力的区别三、约束和约束反力基本概念：自由体、非自由体、主动力、约束、约束反力工程实际中常见的约束类型及其反力柔性体约束只能承受拉力，所以它们的约束反力是作用在接触点，方向沿柔性体轴线，背离被约束物体。是离点而去的力。1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的柔性体约束PPTS1S'1S'2S2约束反力作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体，是向点而来的力。2.光滑面约束(光滑指摩擦不计)PNNPNANBFR滑槽与销钉3.圆柱铰链约束主要结构：销钉AAAXAYAA（1）固定铰支座固定铰支座的几种表示:链杆约束RA（2）可动铰支

6、座（辊轴支座）化工设备中的固定铰支座和可动铰支座4.光滑向心颈轴承例：分别画出圆及杆AB的受力图。ACB600P四、分离体和受力图1、取研究对象（分离体）——将所要研究的物体从周围物体中单独拿出来2、在其上画出所有的主动力和所有的约束反力。解：PN1N2ABYAXASBCN2画约束反力时，一定要按照约束的固有性质画图，切不可主观臆断！画受力图的基本步骤：（1）取分离体：根据问题的要求确定研究对象，将它从周围物体的约束中分离出来，单独画出研究对象的轮廓图形；（2）画已知力：载荷，特意指明的重力等，不特意指明重力的构件都是不考虑重力的

7、；（3）画约束反力：确定约束类型，根据约束性质画出约束反力。曲柄冲压机的受力分析悬臂吊车的受力分析ScSBSB’XAYAQ思考题如图所示，各物体处于平衡，试判断各图中所画受力图是否正确？原因何在？确定反力的方向时，可借助于以下各点：*是否与二力构件相连，是,则由二力构件的分离体图确定二力构件的连接点受力方向，而它的相反方向（反作用力的方向）就是所求方向;*研究对象是否是三力构件，是，则已知两个受力方向，可利用三力平衡汇交定理确定方向;*根据主动力系和约束的性质确定反力方向。FnF3F2F1OFROF1F2F3Fn第二节平面汇交力系

8、的简化与平衡一、简化的几何法—平衡的几何条件FROF1F2F3FnFROF1F2F3Fn合力FR=ΣFi合力FR为力多边形的封闭边汇交力系平衡的几何条件:力多边形自行封闭例:图示重物重为Q=30kN,由绳索AB、AC悬挂，求AB、AC的约束反力。6