理论力学PPT课件第1章力系的简化2.ppt

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1、2023-9-1311.5 1.5 物体的受力分析物体的受力分析 自由体自由体空间位置不受任何限制的物体空间位置不受任何限制的物体 非自由物体非自由物体空间位置受到某些限制的物体空间位置受到某些限制的物体 约束约束限制物体某些方向运动的周围物体限制物体某些方向运动的周围物体（几何静力学定义）（几何静力学定义）约束力约束力约束对物体的作用力约束对物体的作用力.(通常为作用力的简化结果通常为作用力的简化结果)主动力主动力使物体产生运动或运动趋势的力使物体产生运动或运动趋势的力 受力分析关键受力分析关键确定各类约束力方位确定各类约束力方位2023-9-132一、一、受力的简化受力的简化分布力与集中力

2、分布力与集中力集中力是分布力的简化结果集中力是分布力的简化结果1 1、接触力、接触力3 3、杆内力、杆内力2 2、静水压力、静水压力GGNFSF平面平面空间空间QFNFMQzFNFQxFzMyMxMGNFGGNFhh3h212FrhAccF=gh Ach2023-9-133二、二、典型约束模型典型约束模型物体连接方式的理想化、抽象化物体连接方式的理想化、抽象化.由约束性质定约由约束性质定约束方程。束方程。1 1、理想刚性约束、理想刚性约束（1 1）光滑面约束）光滑面约束（f=0）方位：方位：沿接触点沿接触点公法线公法线指向：指向：压物体压物体2023-9-1342023-9-1352023-9

3、-136组成：由两孔一销组成：由两孔一销 性质：二维光滑面性质：二维光滑面 类型：中间铰约束类型：中间铰约束B，固定铰约束，固定铰约束A，可动，可动铰约束铰约束C 方位：方位：不能事先确定时可用正交二分力表示不能事先确定时可用正交二分力表示 指向：指向：任意假定任意假定（2）光滑铰链约束）光滑铰链约束a、圆柱形铰链约束圆柱形铰链约束BBxFByFBAAxFAyFNCFFC2023-9-1372023-9-1382023-9-1392023-9-13102023-9-13112023-9-13122023-9-13132023-9-13142023-9-1315b、球铰约束球铰约束组成：球碗与球

4、头组成：球碗与球头性质：三维光滑面性质：三维光滑面 方位：方位：不能事先确定时，常用三分力表示不能事先确定时，常用三分力表示 指向：指向：任意假定任意假定焊接点焊接点 铰铰铆结点铆结点 铰铰沥清麻刀沥清麻刀 铰铰c、其它其它2023-9-13162023-9-1317（3 3）固定端）固定端a、平面平面b、空间：空间：6个约束力分量个约束力分量（4 4）连杆（二力杆）连杆（二力杆）一圆柱铰一圆柱铰22连杆（固定），连杆（固定），1 1连杆（可动）连杆（可动）一球铰一球铰 3 3连杆连杆固定端固定端 3 3连杆（平面）连杆（平面）6 6连杆（空间）连杆（空间）AMAFAAxFAyFAMA2023

5、-9-13182023-9-13192023-9-13202023-9-13212023-9-13222023-9-13232023-9-13245.轴承约束轴承约束2023-9-13252023-9-13262023-9-13272 2、理想柔性约束、理想柔性约束（1 1）柔索：柔软不可伸长）柔索：柔软不可伸长绳子、胶带、链条等。绳子、胶带、链条等。方位：方位：沿柔索中心沿柔索中心指向：指向：离开物体离开物体2023-9-13282023-9-1329（3 3）柔性关节）柔性关节其它约束：根据约束对位其它约束：根据约束对位移的限制特性及力系简化移的限制特性及力系简化原理，确定约束力。原理，确

6、定约束力。12M=k()（2 2）弹性基础）弹性基础多种模型：如文克尔多种模型：如文克尔FA=-kwAFB=-kwBAFBF2023-9-1330三、三、物体的受力图物体的受力图步骤：步骤：1 1）明确研究对象，取分离体）明确研究对象，取分离体2 2）画主动力（一般已知）画主动力（一般已知）3 3）在约束处代以约束力（一般未知），确定方位，）在约束处代以约束力（一般未知），确定方位，假定指向假定指向例例1 1：不计自重，画不计自重，画 各构件受力图各构件受力图EDCBAoqM2023-9-1331EDCBAoqBAqAxFAyFBxFByFAMDCqBxFByFCOFDFEFMDF注：注：1）

7、DE 杆由力偶平衡，定约束力方位。杆由力偶平衡，定约束力方位。2）D、B处作用与反作用力等值反向。处作用与反作用力等值反向。FBx、FBy指向可任意假定。指向可任意假定。3）分布力不可事先向一点简化分布力不可事先向一点简化.分离后可简化。分离后可简化。2023-9-1332例例2 2 不计自重不计自重 画各构件受力图画各构件受力图2023-9-13331 1）上述解答、尽可能画出）上述解答、尽可能画出A,B,C 3铰处合力，铰处合力，也可画两分力表示，如也可画两分力表示，如A、C处处2 2）三个物体相铰结，有两对作用与反作用力，）三个物体相铰结，有两对作用与反作用力，如如C处有处有FC和和FC

8、,FCA和和FCA3 3）销钉附于）销钉附于BC插端插端2023-9-1334课堂练习课堂练习 不计杆重不计杆重 画各构件受力图画各构件受力图ABGAOAxFAyFNFTFOFCBBFCFFAMBBFAFCFDFAFOFAMABCDFE2023-9-1335BFTF2GAFBFCxFCyFBDF2GBDFDBFEDBFTFCxFCyFCxFCyFABCDEGG2023-9-1336ABCDEGG注：注：1）B处绳拉力可附任一构件上处绳拉力可附任一构件上 宜附销钉上。宜附销钉上。2）若销钉附在轮若销钉附在轮B上，受力图有何变化？上，受力图有何变化？此时此时 B处受力形式变化，如图处受力形式变化，

9、如图ByFBxFByF 2G2G2GBxF BDF B实质不变实质不变2023-9-1337画受力图应注意的问题画受力图应注意的问题 一般情况下，物体之间通过接触一般情况下，物体之间通过接触产生相互作用力，要分清研究对象都产生相互作用力，要分清研究对象都与周围哪些物体相接触，接触处必有与周围哪些物体相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定。力，力的方向由约束类型而定。1 1、不要漏画力、不要漏画力 约束反力的方向必须严格地按照约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能凭直观或根据约束的类型来画，不能凭直观或根据主动力的方向来简单推想。主动力的方向来简单推想。2 2、不要错画力、不要错

10、画力2023-9-1338 一个力，是外力还是内力，因研究对象的不一个力，是外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当把物体系统拆开来分析时，同，有可能不同。当把物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。3 3、只画外力，不画内力、只画外力，不画内力 若若某一处的约束反力的方向一旦设定，在整某一处的约束反力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。4 4、整体与局部应一致，不能相互矛盾。、整体与局部应一致，不能相互矛盾。2023-9-13391 1：力系简化的含

11、义是什么？：力系简化的含义是什么？2 2：力系简化的意义何在？：力系简化的意义何在？3 3：力系简化理论基础有哪些？：力系简化理论基础有哪些？4 4：力的简化结果有哪些？：力的简化结果有哪些？5 5：力系简化有哪些用途？：力系简化有哪些用途？6:6:力学基本量有哪些？力学基本量有哪些？第第1 1章章 力系的简化力系的简化2023-9-13401 1、力系平衡的含义是什么？、力系平衡的含义是什么？2 2、研究力系平衡的意义是什么？、研究力系平衡的意义是什么？3 3、力系平衡的理论基础有哪些？、力系平衡的理论基础有哪些？4 4、力系平衡的几何静力学充要条件是什么？、力系平衡的几何静力学充要条件是什

12、么？力系平衡的解析静力学充要条件是什么？力系平衡的解析静力学充要条件是什么？5 5、力系平衡方程有几种形式？特殊情况下又、力系平衡方程有几种形式？特殊情况下又有哪些形式？有哪些形式？第第2 2章章 力系的平衡力系的平衡2023-9-13416 6、什么是物系？物系平衡有哪些特点？物系平、什么是物系？物系平衡有哪些特点？物系平衡问题求解有哪些技巧？衡问题求解有哪些技巧？7 7、摩擦问题的特点是什么？、摩擦问题的特点是什么？8 8、摩擦角与自锁的概念是什么？有哪些应用？、摩擦角与自锁的概念是什么？有哪些应用？9 9、摩擦平衡问题的分类及求解方法？、摩擦平衡问题的分类及求解方法？1010、滚动磨阻产生的机理是什么？、滚动磨阻产生的机理是什么？