华中科技大学工程力学课件
37页1、1,使物体沿力的作用 线移动。,使物体在其作用平面 内转动。,力,力偶,返回主目录,2,运动受到限制的物体。 吊重、火车、传动轴等。,非自由体:,限制物体运动的周围物体。如绳索、铁轨、轴承。,约束:,2.3 约束与约束力,返回主目录,3,1)可确定约束力方向的约束,约束力只能是沿柔性体自身的拉力。,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。,柔性约束:,4,1)可确定约束反力方向的约束,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。,约束反力是沿接触处的公法线且指向物体的压力。,光滑约束:,5,1)可确定约束反力方向的约束,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。,约束反力是沿接触处的公法线且指向物体的压力。,光滑约束:,6,2)可确定约束反力作用线的约束,反力作用线过铰链中心且垂直于支承面,指向待定,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。,滚动支承(滚动铰):,7,2)可确定约束反力作用线的约束,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。,约束反力垂直于滑道、导轨,指向亦待定。,滑道、导轨:,8,3)可确定作用点的约束,约束反力RA,过铰链中心。 大小和方向待定,用XA、YA表示。,约束力方
2、向与所能限制的物体运动方向相反。,固定铰链:,x,y,9,4)几种常见约束,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。,10,如果讨论的是xy平面内的问题,则:,约束力方向与所能限制的物体运动方向相反。 指向不能确定的约束反力,可以任意假设。 若求解的结果为正,所设指向正确;为负则指向与假设相反。,固定端 用二个反力限制移动,一个反力偶限制转动。,空间球形铰链 相当于固定铰,反力用FAx、FAy二分力表示.,一对轴承 则只有三个反力。,返回主目录,11,将研究对象(物体或物体系统)从周围物体的约束中分离出来,画出作用在研究对象上全部力(主动力和约束力)的图,称为受力图或分离体图。,画受力图是对物体进行受力分析的第一步, 也是最重要的一步。,2.4 受力图,返回主目录,12,例 2.4 球G1、G2置于墙和板AB间,BC为绳索。 画受力图。,注意FK与FK、 FE与FE间作用力与反作用力关系。 还要注意,部分受力图中反力必须与整体受力图一致。 未解除约束处的系统内力,不画出。,13,例 2.5 连杆滑块机构如图,受力偶 M和力F作用, 试画出其各构件和整体的受力图。,注意,若将个体受力图组
3、装到一起,应当得到与整体受力图相同的结果。力不可移出研究对象之外。,解: 研究系统整体、杆AB、BC(二力杆)及滑块C。,14,例 2.6 试画出图示梁AB及BC的受力图。,15,正确画出受力图的一般步骤为:,取研究对象,解除其约束,将研究对象分离出来,关键是正确画出所解除约束处的反力。 反力方向与约束所能限制的物体运动方向相反。,16,DC-二力杆?,受力图讨论 :,?,17,研究思路:,受力分析,2.5 平面力系的平衡条件,返回主目录,18,2.5 平面力系的平衡条件,作用在刚体上力的F, 可以平移到其上任一点,但必须同时附加一力偶,力偶矩等于力的大小乘以点到力作用线间的距离。,2.5.1 力对点之矩 1. 力的平移定理,19,2. 力对点之矩,力F平移,等效变换成作用在O点的力F 和力偶M。 力偶矩M=Fh,是力F使物体绕O点转动效应的度量。,注意力和力偶对刚体转动作用效果的差别。,20,合力矩定理: 合力对点之矩等于其各分力对该点之矩的代数和。,21,推论: 力偶对任一点之矩就等于该力偶矩。,注意: 力偶在任一轴上的投影为零。,22,2.5.2 平面一般力系的简化,若作用于物体
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