工程力学 教学课件 作者 刘宝良 第5章　空 间 力 系.pptx

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1、zw主编第5章　空间力系5.1　空间汇交力系5.2　力对点之矩和力对轴之矩5.3　空间力偶系5.4　空间任意力系的简化5.5　空间任意力系的平衡5.1　空间汇交力系1.力在直角坐标轴上的投影2.空间汇交力系的合力与平衡条件1.力在直角坐标轴上的投影图　5-12.空间汇交力系的合力与平衡条件图　5-25.2　力对点之矩和力对轴之矩1.力对点之矩2.力对轴之矩3.力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系4.合力矩定理1.力对点之矩图　5-32.力对轴之矩图　5-?4图　5-53.力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系4.合力矩定

2、理图　5-75.3　空间力偶系1.空间力偶等效条件2.力偶矩的矢量表示3.空间力偶系的合成4.空间力偶系的平衡条件1.空间力偶等效条件图　5-?82.力偶矩的矢量表示图　5-93.空间力偶系的合成不在同一平面内的许多力偶称为空间力偶系。设物体上作用有力偶矩矢分别为M1，M2，…，Mn的许多力偶。4.空间力偶系的平衡条件图　5-105.4　空间任意力系的简化1.空间任意力系向一点的简化2.空间任意力系的简化结果分析1.空间任意力系向一点的简化图　5-112.空间任意力系的简化结果分析(1)′R=0，MO=0　主矢和主矩矢同时

3、为零，此时力系平衡。(2)′R≠0，MO=0　主矢不等于零而主矩矢等于零，说明原力系等效于一个作用线通过简化中心的合力，合力的大小和方向由主矢′R决定。(3)′R=0，MO≠0　主矢等于零而主矩矢不等于零，说明原力系与一个力偶系等效，即简化结果为一合力偶，且合力偶矩等于原力系对简化中心的主矩。(4)′R≠0，MO≠0　主矢和主矩矢同时不等于零，根据′R与MO两矢量的位置关系不同，其简化结果又可分为下述三种情形。5.5　空间任意力系的平衡1.空间任意力系的平衡方程2.空间约束的类型举例1.空间任意力系的平衡方程空间力系向任意

4、点简化的结果为一主矢F′R和主矩矢MO。本章小结1.力在空间直角坐标轴上的投影2.力矩的计算3.合力矩定理4.空间力偶及其等效条件5.空间力系的合成6.空间任意力系平衡方程的基本形式7.几种特殊力系的平衡方程1.力在空间直角坐标轴上的投影(1)直接投影法(一次投影法)(2)二次投影法(间接投影法)2.力矩的计算1)力对点之矩是一个定位矢量，其表达式为2)力对轴之矩是一个代数量，可按下列两种方法计算3)力对点之矩与力对通过该点的轴之矩的关系4)力对点O的矩的大小和方向余弦为3.合力矩定理4.空间力偶及其等效条件(1)力偶矩矢

5、　决定空间力偶对刚体的作用效果的三要素为：力偶矩的大小，力偶的转向，力偶作用面的方位。(2)空间力偶等效条件　空间力偶的等效条件是：两个平行平面内的两个力偶，如果其力偶矩的大小相等，力偶的转向相同，则这两个力偶等效。5.空间力系的合成1)空间汇交力系的合力等于各分力的矢量和，合力的作用线通过汇交点。2)空间力偶系合成的结果是一个合力偶，合力偶矩矢等于各分力偶矩矢的矢量和。3)空间任意力系向点O的简化得一个作用在简化中心O的主矢F′R和一个主矩矢MO，且有4)空间任意力系简化的最终结果见表5-2。1)空间汇交力系的合力等于各

6、分力的矢量和，合力的作用线通过汇交点。2)空间力偶系合成的结果是一个合力偶，合力偶矩矢等于各分力偶矩矢的矢量和。2)空间力偶系合成的结果是一个合力偶，合力偶矩矢等于各分力偶矩矢的矢量和。6.空间任意力系平衡方程的基本形式7.几种特殊力系的平衡方程(1)空间汇交力系(2)空间力偶系(3)空间平行力系(4)平面任意力系(1)空间汇交力系(2)空间力偶系(3)空间平行力系(4)平面任意力系