铰链和辊轴的受力分析课堂PPT.ppt

1.静力学主要研究：力系的简化和力系的平衡条件及其应用静力学主要研究：力系的简化和力系的平衡条件及其应用引引 言言静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学静力学是研究物体在力系作用下平衡规律的科学2.3. §1–1 静力学的基本概念静力学的基本概念 §1–2 静力学公理静力学公理 §1–3 约束与约束反力约束与约束反力 §1–4 物体的受力分析与受力图物体的受力分析与受力图 第一章第一章 静力学公理与物体的受力分析静力学公理与物体的受力分析4.力的单位：力的单位： 国际单位制：牛顿(N) 千牛顿(kN)第一章第一章 静力学基本公理和物体的受力分析静力学基本公理和物体的受力分析§1-1 §1-1 静力学基本概念静力学基本概念一、力的概念一、力的概念1．定义．定义：力是物体间的相互机械作用，这种作用可以改变物 体的运动状态2. 力的效应：力的效应： ①运动效应(外效应) ②变形效应(内效应)。

3. 力的三要素：力的三要素：大小，方向，作用点AF5. 力系：力系：是指作用在物体上的一群力 平衡力系：平衡力系：物体在力系作用下处于平衡， 我们称这个力系为平衡力系是指物体相对于惯性参考系保持静止或作匀速直线运动的状态 二二. .刚体刚体就是在力的作用下，大小和形状都不变的物体三三. .平衡平衡AF6.§1-2 §1-2 静力学基本公理静力学基本公理公理公理：是人类经过长期实践和经验而得到的结论，它被反复的实践所验证，是无须证明而为人们所公认的结论公理公理1 1 二力平衡公理二力平衡公理 作用于刚体上的两个力，使刚体平衡的必要与充分条件是： 这两个力大小相等 | F1 | = | F2 | 方向相反 F1 = –F2 作用线共线， 作用于同一个物体上7.说明说明：①对刚体来说，上面的条件是充要的　 　③二力体二力体：只在两个力作用下平衡的刚体叫二力体。

②对变形体来说，上面的条件只是必要条件(或多体中)二力杆8. 在已知力系上加上或减去任意一个平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用推论推论1：力的可传性力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移到同一刚体内的任一点，而不改变该力对刚体的效应因此，对刚体来说，力作用三要素为：大小，方向，作用线大小，方向，作用线公理公理2 2 加减平衡力系原理加减平衡力系原理9. 刚体受三力作用而平衡，若其中两力作用线汇交于一点，则另一力的作用线必汇交于同一点，且三力的作用线共面必共面，在特殊情况下，力在无穷远处汇交——平行力系 公理公理3 3 力的平行四边形法则力的平行四边形法则 作用于物体上同一点的两个力可合成一个合力，此合力也作用于该点，合力的大小和方向由以原两力矢为邻边所构成的平行四边形的对角线来表示推论推论2：三力平衡汇交定理三力平衡汇交定理 10.公理公理4 4 作用力和反作用力定律作用力和反作用力定律等值、反向、共线、异体、且同时存在[证证] ∵ 为平衡力系， ∴ 也为平衡力系。

又∵ 二力平衡必等值、反向、共线， ∴ 三力 必汇交，且共面[例例] 吊灯11.公理公理5 5 刚化原理刚化原理 变形体在某一力系作用下处于平衡，如将此变形体变成刚体（刚化为刚体），则平衡状态保持不变 公理公理5告诉我们：处于平衡告诉我们：处于平衡状态的变形体，可用刚体静状态的变形体，可用刚体静力学的平衡理论力学的平衡理论12.约束反力：约束反力：约束给被约束物体的力叫约束反力 §1-3 §1-3 约束与约束反力约束与约束反力一、概念一、概念自由体：自由体：位移不受限制的物体叫自由体非自由体：非自由体：位移受限制的物体叫非自由体约束：约束：对非自由体的某些位移预先施加的限制条件称为约束 （这里，约束是名词，而不是动词的约束这里，约束是名词，而不是动词的约束13.①大小常常是未知的；②方向总是与约束限制的物体的位移方向相反；③作用点在物体与约束相接触的那一点约束反力特点：约束反力特点：GGN1N214.绳索类只能受拉只能受拉，所以它们的约束反力是作用在接触点作用在接触点，方向沿绳索背离物体沿绳索背离物体。

二、约束类型和确定约束反力方向的方法：二、约束类型和确定约束反力方向的方法：1.由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束由柔软的绳索、链条或皮带构成的约束PPTS1S'1S'2S2 15.约束反力作用在接触点处作用在接触点处，方向沿公法线，指向受力物体沿公法线，指向受力物体2.光滑接触面的约束光滑接触面的约束 (光滑指摩擦不计光滑指摩擦不计)PNNPNANB16.3.光滑圆柱铰链约束光滑圆柱铰链约束①圆柱铰链17.AAXAYAA18.②固定铰支座19.固定铰支座20.滑槽与销钉滑槽与销钉（双面约束）（双面约束）21.二二 力力 杆杆22.活动铰支座（辊轴支座）N的实际方向也的实际方向也可以向下可以向下23.活动铰支座（辊轴支座）24.一、受力分析一、受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析受力分析 作用在物体上的力有：一类是:主动力,如重力,风力,气体 压力等 二类是：被动力，即约束反力。

§1-4 §1-4 物体的受力分析和受力图物体的受力分析和受力图25.画物体受力图主要步骤为画物体受力图主要步骤为：①选研究对象；②取分离体； ③画上主动力；④画出约束反力二、受力图二、受力图[例例1]26.[例例2] 画出下列各构件的受力图QAOBCDE27.QAOBCDE28.QAOBCDE29.[例例3] 画出下列各构件的受力图说明：三力平衡必汇交说明：三力平衡必汇交当三力平行时，在无限当三力平行时，在无限远处汇交，它是一种特远处汇交，它是一种特殊情况殊情况30.[例例4] 尖点问题应去掉约束应去掉约束应去掉约束应去掉约束31.[例例5] 画出下列各构件的受力图32.三、画受力图应注意的问题三、画受力图应注意的问题除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）都与周围哪些物体（施力体）相接触，接触处必有力，力的方向由约束类型而定2、不要多画力、不要多画力要注意力是物体之间的相互机械作用因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的1、不要漏画力、不要漏画力33.约束反力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。

在分析两物体之间的作用力与反作用力时，要注意，作用力的方向一旦确定，反作用力的方向一定要与之相反，不要把箭头方向画错3、不要画错力的方向、不要画错力的方向4、受力图上不能再带约束受力图上不能再带约束 即受力图一定要画在分离体上34.一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同当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对于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 5、受力图上只画外力，不画内力受力图上只画外力，不画内力 6 、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相、同一系统各研究对象的受力图必须整体与局部一致，相 互协调，不能相互矛盾互协调，不能相互矛盾7 、正确判断二力构件正确判断二力构件35.36.。