作用于曲面上的静水总压力.ppt

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1、水静力学12.1静水压强及其特性2.2液体的平衡微分方程式2.3重力作用下的液体平衡2.4压强的度量与量测2.5作用于平面上的静水总压力2.6作用于曲面上的静水总压力2图2.6.1隧洞进口和弧形工作门例如，隧洞进口、弧形闸门等水利工程中常遇到受压面为曲面的水工建筑物。3弧形闸门图2.6.2弧形工作门4U形渠道图2.6.3U型渠道5研究思路由于曲面各点所受静水压强方向不同，将曲面上静水总压力分解为水平分力和垂直分力，再合成总压力。图2.6.4曲面静水压强示意62.6.1静水压力水平分力2.6.2静水压力铅垂分力2.6作用于曲面上的静水总压力2

2、.6.3静水总压力72.6.1静水压力水平分力2.6.1静水压力铅垂分力2.6作用于曲面上的静水总压力8bxyozFE一母线与Oy轴平行的二向曲面，曲面母线长b，其在xoz面上投影为EF。考虑曲面左侧受静水压力的作用。图2.6.5两向曲面示意9微元体静水压力水平分力求解ydPxOzFEhdPxdPzdPααdAxdAzdA图2.6.6微元体静水压力分解10hCFEAxxyOzFE图2.6.7曲面向铅垂面投影面积、埋深示意11静水总压力水平分力Ax:曲面在铅垂面上的投影面（平面）的面积hc:Ax形心点水深（埋深）作用点：Px通过投影面Ax平面

3、压力中心122.6.1静水压力水平分力2.6.2静水压力铅垂分力2.6作用于曲面上的静水总压力2.6.3静水总压力132.6.1静水压力水平分力2.6.1静水压力铅垂分力2.6作用于曲面上的静水总压力142.6.1静水压力铅垂分力压力体的基本公式压力体构成铅垂分力方向复杂曲面内外侧受压152.6.1静水压力铅垂分力压力体的基本公式压力体构成铅垂分力方向复杂曲面内外侧受压分层液体有真空存在的压力体16曲面静水压力铅垂分力求解ydPOzFEhdPxdPzxdPααdAxdAz图2.6.8微元体静水压力分解示意17曲面静水压力铅垂分力求解示意yd

4、POzFEhxdPxdPzdPααdAxdAzdAzh图2.6.9微元体静水压力铅垂分力示意18V：压力体体积Pz作用线通过压力体的体积形心底部顶部侧部体积形心图2.6.10压力体构成示意19V：压力体Pz作用线通过压力体的体积形心底部顶部侧部体积形心图2.6.10压力体构成示意20V：压力体体积Pz作用线通过压力体的体积形心底部顶部侧部体积形心图2.6.10压力体构成示意21底部顶部侧部Pz=γV作用于曲面上静水压力铅垂分力等于压力体内水体重量图2.6.10压力体构成示意222.6.1静水压力铅垂分力压力体的基本公式压力体构成铅垂分力方向

5、复杂曲面内外侧受压分层液体有真空存在的压力体23底：曲面本身底部顶部侧部图2.6.11压力体构成示意24底部顶部侧部顶：液面，或液面延长面（液面相对压强为零)图2.6.11压力体构成示意25底部顶部侧部侧:曲面边缘各点向顶面作铅垂投影线构成图2.6.11压力体构成示意26底部顶部侧部压力体构成：底、顶、侧围成底：曲面本身顶：液面，或液面延长面（液面相对压强为零)侧:曲面边缘各点向顶面作铅垂投影线构成图2.6.11压力体构成示意27底部顶部侧部压力体构成：底、顶、侧围成底：曲面本身顶：液面，或液面延长面（液面相对压强为零)侧:曲面边缘各点向顶

6、面作铅垂投影线构成图2.6.11压力体构成示意282.6.1静水压力铅垂分力压力体的基本公式压力体构成铅垂分力方向复杂曲面内外侧受压分层液体有真空存在的压力体29用微元受力分解法确定dPz代表压力体方向CDAdPzdPdPx图2.6.12压力体方向示意302.6.1静水压力铅垂分力压力体的基本公式压力体构成铅垂分力方向复杂曲面内外侧受压分层液体有真空存在的压力体31复杂曲面必须采用分段法处理分段点：dPz＝0点（曲面与铅垂面相切处），曲面起点、终点32图2.6.13复杂曲面分段33第1段第2段图2.6.13复杂曲面分段34第1段第2段第1段

7、第2段图2.6.13复杂曲面分段35123图2.6.14复杂曲面分段36123图2.6.14复杂曲面分段37123图2.6.14复杂曲面分段38123图2.6.14复杂曲面分段39123图2.6.14复杂曲面分段40压力体（体积）的构成底：曲面本身顶：液面或液面延长面（液面上相对压强为零！！)侧:曲面边缘各点向顶面作铅垂投影线围成铅垂分力方向:由微元受力分解法确定复杂曲面:采用分段处理分解点：dPz＝0点，曲面起点、终点123图2.6.14复杂曲面压力体画法412.6.1静水压力铅垂分力压力体的基本公式压力体构成铅垂分力方向复杂曲面内外侧受

8、压分层液体有真空存在的压力体42压力体（体积）的构成底：曲面本身顶：液面或液面延长面（液面上相对压强为零！！)侧:曲面边缘各点向顶面作铅垂投影线围成铅垂分力方向:由微元受力分解法