汽车机械基础 教学课件 作者 于丽颖 主编 冯伟 副主编第二章 构件受力分析.ppt

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1、第二章　构件受力分析第二章　构件受力分析第一节　静力分析基础第二节　平面力系第三节　旋转构件的运动分析和动力分析汽车机械基础第二章　构件受力分析第一节　静力分析基础汽车机械基础一、基本概念第一节静力分析基础1．力的概念力的三要素：力的大小、方向和作用点。力的大小：力的大小表示物体间机械作用的强弱程度，它可通过力的运动效应或变形效应来度量，在静力学中常用测力器和弹性变形来测量。力的单位是N(牛)，或KN(千牛)，1KN=103N。力的方向力的方向表示物体间的机械作用具有方向性。它包含方位和指向两层涵义。力的作用点是力作用在物体上的位置。力是矢量。一、基本概念第一节静力分析基础2．力系作用

2、在同一物体上的一群力称为力系。如果物体在一力系作用下保持平衡状态，则该力系称为平衡力系。如果两个力系分别对同一个物体的运动效应相同，则这两个力系彼此称为等效力系。如果一个力与一个力系等效，则这个力称为该力系的合力；而该力系中的每个力是合力的分力。一、基本概念第一节静力分析基础3．平衡物体相对于地面保持静止或匀速直线运动的状态，平衡是机械运动的一种特殊形式。4．刚体所谓刚体是指在任何外力的作用下，大小和形状始终保持不变的物体。一、基本概念第一节静力分析基础5．力矩若某物体具有一固定支点O，受F力作用，当F力的作用线不通过固定支点O时，则物体将产生转动效应。其转动效应与力F的大小和点O到力

3、F作用线的垂直距离d有关，用它们的乘积来度量，称之为平面力对点的矩，简称力矩，记作MO(F)＝±Fd式中，d称为力臂；O点称为矩心，它可以是固定支点，也可以是某指定点。式中的正负号表示力矩的转向。在平面内规定：力使物体绕矩心作逆时针方向转动时，力矩为正；力使物体作顺时针方向转动时，力矩为负。力矩的单位为N•m或kN•m。一、基本概念第一节静力分析基础6．力偶大小相等、方向相反、不共线的两个平行力叫力偶。力偶能使刚体产生纯转动效应，而不能产生移动效应。力偶对刚体产生的转动效应，以力偶矩M来度量，记作M＝±Fd式中：d为两个力作用线之间的垂直距离，称为力偶臂。一、基本概念第一节静力分析基础

4、6．力偶两个力的作用线所在的平面称为力偶作用面。规定：力偶使刚体做逆时针方向转动，力偶矩取正值，反之取负值。对于平面力偶而言，力偶矩M可认为是代数量，其绝对值等于力的大小与力偶臂的乘积。力偶矩的单位为N•m或KN•m。力偶转动效应的三个要素是：力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用面。不同的力偶只要它们的三要素相同，对物体的转动效应就是一样的。平面力偶除了用力和力偶臂表示外，也可以用一带箭头的弧线表示，M表示力偶矩的大小，箭头表示力偶矩的转向。一、基本概念第一节静力分析基础6．力偶力偶性质：(1)力偶不能合成为一个力。力偶没有合力，所以力偶不能用一个力来代替，也不能与一个力来平衡，力偶只

5、能和转向相反的力偶平衡。(2)力偶对其作用面内任一点之矩恒等于力偶矩，值等于力偶矩本身的大小，且与矩心位置无关。(3)在同一平面内的两个力偶，如果它们的力偶矩大小相等，转向相同，则这两个力偶等效。称为力偶的等效条件。二、基本公理第一节静力分析基础1．二力平衡公理作用在同一刚体上的两个力，使刚体平衡的必要和充分条件是，两个力大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。力的可传性原理，作用于刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体内任意一点，而不会改变该力对刚体的作用效应。2．加减平衡力系公理在作用于刚体上的任一力系中，加上或去掉任何平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效果。二、基本公理第一节静力分

6、析基础3．作用与反作用公理两个物体之间的作用力和反作用力，沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。两个物体之间所发生的机械作用是相互的，即作用力与反作用力必须同时成对出现的，并且同时产生，同时消失，作用力和反作用力通常都是性质相同的。二、基本公理第一节静力分析基础4．力的平行四边形公理两个作用于刚体上同一点(或作用线交于同一占点)的力F1和F2，可以用一个作用效果相同作用于同点的力FR代替，这个力称为F1和F2的合力。合力的大小和方向由以这两个力为邻边所组成的平行四边形的对角线来确定。力的平行四边形公理力的三角形法则二、基本公理第一节静力分析基础5．三力平衡汇交定理刚体受

7、三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面。三力平衡汇交定理的条件是必要条件，不是充分条件。同时它也是确定力的作用线的方法之一，即若刚体在三个力作用下处于平衡，若已知其中两个力的作用线汇交于一点，则第三力的作用点与该汇交点连线为第三个力的作用线，其指向再由二力平衡原理来确定。F3F12F1F2OC三、约束与约束反力第一节静力分析基础工程中的机器或者结构，总是由许多零部件组成的。这些零部件是按照