《物体受力分析》PPT课件.ppt

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1、第一章物体受力分析基本要求：1、正确理解力的概念、静力学的基本原理；2、能熟练地对力进行投影；3、能正确的画出受力图，做到简单、明了。§1.1力和力系1.1.1力的概念1、力是物体间的相互机械作用，其效果使物体运动状态发生变化或使物体产生变形。2、力对物体的作用效果取决于力的大小、方向和作用点。3、力是矢量，矢量的模表示力的大小，矢量的方向表示力的方向，矢量的起端或终端表示力的作用点。4、力的国际单位：牛顿（N）。1.1.2力的投影力矢量在F在空间直角坐标系O-xyz中的投影有两种表示方法:1、已知力矢量F与x、y、z轴的夹角分别为α、β、γ，2、已知力矢量F与z轴的夹角为γ，且其在xy平

2、面内的分力与x轴夹角为θ，则其在x、y、z轴上的投影为：1.1.3力系平面力系：平面汇交力系、平面平行力系、平面一般力系。空间力系：空间汇交力系、空间平行力系、空间一般力系。若两个力系对物体作用效果相同，则称这两个力系等效。若力系{Fi}（i=1、2、3…..、n）和力系{Qj}（j=1、2、3…..、m）等效，则表示为{Fi}∽{Qj}。若力系和一力等效，则该力称为力系的合力。若力系和零力系等效，则该力系称为平衡力系。1.1.4力的基本原理变形可以忽略的物体称为刚体。1、力的平行四边形定理作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个力，合力的作用点也在该点，合力的大小和方向，由这两个力为邻

3、边构成的平行四边形的对角线决定。FR=F1+F2Fx=FcosαFy=Fsinα式中α为F与x轴所夹的锐角。2、 二力平衡定理作用在同一刚体上的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。FA=-FB3、加减平衡力系原理在作用于刚体的已知力系中，加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用效应。4、力的可传性原理作用于刚体上某点的力，可以沿其作用线移到刚体上任意一点，而不改变该力对刚体的作用效应。加减平衡力系和力的可传性原理只适用于刚体而不适用于变形体。5、三力平衡汇交定理一刚体受共面不平行的三个力作用而平衡时，则此三力的作用线必汇

4、交于一点。6、 作用力与反作用力定理作用力与反作用力总是同时存在，两力的大小相等、方向相反、沿着同一条直线，分别作用在两个相互作用的物体上。§1.2约束和约束力1.2.1自由体和非自由体运动和位移不受任何限制的物体称为自由体，否则称为非自由体。1.22约束和约束力对物体运动或位移起到限制作用的物体称为约束。约束物体对被约束物体的作用力称为约束力。约束力的大小总是未知的，需用平衡条件加以确定。促使物体运动的力称为主动力。如：重力、蒸压力。主动力的大小、方向和作用点一般是已知的。1.2.3根据约束本身物理属性或构造分析约束力1、柔性体约束柔性体约束力的方向是沿着柔性体背离被约束的物体，柔性体约

5、束力的方向可“事前”确定。约束力：T2、光滑面约束光滑面约束力的方向是沿着接触面的公法线指向被约束的物体，光滑面约束力的方向可“事前”确定。约束力：N3、轴承、固定铰支座和中间铰链约束力：Rx，Ry4、光滑球形铰链约束力：Rx，Ry,Rz5、滚动支座约束力：R6、固定支座约束力：Fx，Fy,M§1.3受力图在力学计算中，首先要分析物体受到哪些力的作用，每个力的作用位置如何，力的方向如何，这个过程称对物体进行受力分析。将所分析的全部力用图形表示出来称画受力图。（1）确定研究对象，研究对象可以是一个，也可以是几个物体组成。（2）取分离体。将其从周围物体中分离出来，解除它们的全部约束，并画出其简

6、图，称取分离体。（3）画出全部的主动力和约束力。主动力一般是已知的，必须画出，不能遗漏，约束力一般是未知的，要从解除约束处分析，不能凭空捏造。不画内力，只画外力。外力它包括作用在研究对象上全部的主动力和约束力，研究对象的运动效应取决于外力，与内力无关。例1.1画出碾子的受力图。例题：重为P的混凝土圆管，放在光滑的斜面上，并在A用绳索拉住，如图所示，试画出混凝土圆管的受力图。例题：水平梁AB受均匀分布的荷载q(N/m)的作用，梁的A端为固定铰支座，B端为滚动铰支座，如图所示，试画出梁AB的受力图。例1.2画出物体系统、球体、杆件的受力图。例1.3画出整体、AB跨和BC跨的受力图。例1.4画出

7、梁AC、杆BC和托架的受力图。例：由上述几个例题知正确地画出物体的受力图，是分析和解决力学问题的基础，画物体的受力图时应注意：1．必须明确研究对象，将所研究的物体分离出来，画分离体图。研究对象可以取为单一，也可以取由几个物体组成的系统为研究对象，研究对象不同受力也不同。2．画出全部的主动力和约束力，应根据连结处的受力特点进行受力分析，不能凭空造力，也不能漏掉一个力。3．正确运用静力学原理，例如二力平衡原理、作用力与反作用