构件的静力分析ppt课件.ppt

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1、机械力学与设计基础1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2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3第一节　静力分析基础4.平衡的概念二、静力学公理1M1.tif4第一节

2、　静力分析基础1M2.tif图1-3　二力平衡适用刚体5第一节　静力分析基础图1-4　力的可传递性图1-5　力的平行四边形6第一节　静力分析基础图1-6　三力汇交7第一节　静力分析基础1M7.tif8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9第一节　静力分析基础图1-8　柔性体约束10第一节　静力分析基础3.光滑铰链约束图1-9　光滑面约束a)固定约束　b)活动约束11第一节　静力分析基础1M10.tif12第一节　静力分析基础4.固定端约束图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

3、约束13第一节　静力分析基础四、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。图1-12　固定端约束14第一节　静力分析基础4)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。1M13.tif15第一节　静力分析基础例1-1如图1-13a所示，一球其重为FG，

4、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。16第一节　静力分析基础3)梯子被分离出来后

5、，需要在A、B、D三处分别解除墙壁、地面和绳索构成的约束。1M14.tif17第一节　静力分析基础例1-3如图1-15a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。18第一节　静力分析基础解1)取滑轮及绳索为研究对象①解除约束，画出其分离体图。图1-15　受力图三19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

6、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20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、F

7、By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)。21第二节　平面汇交力系2.合力的矢量表达式二、平面汇交力系合成的解析法一、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22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

8、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。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23第二节　平面汇