02-静力学(受力分析)

第一篇静力学二、静力学研究的主要内容：—研究力系的合成和简化—研究受力物体的平衡规律。一、静力学：研究物体在力系作用下的平衡条件的科学一、刚体二、平衡§1-1静力学基本概念在力的作用下不变形的物体。物体相对于惯性坐标系（工程中通常指地面)保持静止或匀速直线运动。3、力系：1、力是矢量2、力的单位：N（牛顿）、kN（千牛）平面力系、空间力系力的三要素：大小、方向、作用线平衡力系、等效力系、合力三、力和力系的概念§1-2约束和约束力有关概念自由体:约束力：约束对被约束体（研究对象）的作用力约束力的方向：与该约束所阻碍的位移方向相反非自由体（被约束体）:研究对象约束（约束体）：对被约束体（研究对象）的位移起限制作用的周围物体一、柔索FR特点：只能受拉，不能受压。实例：柔索:实例二、光滑支承面约束光滑：实例接触面之间无摩擦约束力：作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向（若为尖点和面的接触，则沿该面的法线方向）NBFNAFBA光滑接触面约束:约束力作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向（若为尖点和面的接触，则沿该面的法线方向）。oABAFBF光滑接触面约束:约束力:作用于接触点，沿二个接触面的公法线方向O1O2ANAFFRFR滑槽与销钉三、光滑圆柱铰链约束销钉销钉销钉孔O圆柱销约束力的分析FRyFRx销钉(铰链)固定铰支座AFAyFAx固定铰支座四、活动铰链支座NFNFNFNFFRyFRxFRz5、球铰球股骨盆骨球窝盆骨与股骨之间的球铰连接CFBC´FBC二力杆(二力构件)6二力构件§1-3受力图受力分析－过程与方法确定研究对象取分离体；根据约束性质确定约束力；画受力图。受力分析示例(1)W取分离体FRAFRBABW画受力图受力分析示例(2)ABF2F1F3确定A、B二处的约束力ABF2F1F3FAyFAxFRB取分离体画受力图ABB（1）光滑面约束——法向约束力NF（2）柔索约束——张力TF（3）光滑铰链——AxAyFF球铰链——空间三正交分力止推轴承——空间三正交分力（4）滚动支座——⊥光滑面NF2.比较AB杆与BC杆的受力。1.画出圆盘的受力图；受力分析示例(3)圆盘的受力图WFR2FR1C分析A、C二处约束力CFBC´FBC二力杆(二力构件)BC杆只有两端受力→BC杆为二力杆O三力平衡汇交FR1´FAFB受力分析示例(4)碾子重为，拉力为，处光滑接触，画出碾子的受力图。FPBA,解：画出简图画出外力画出约束力屋架受均布风力（N/m），屋架重为，画出屋架的受力图。qP解：取屋架画出外力画出约束力画出简图受力分析示例(5)1P水平均质梁重为，电动机重为，不计杆的自重，画出杆和梁的受力图。图(a)2PABCDCDAB解：取杆，其为二力构件，简称二力杆，其受力图如图(b)CD受力分析示例(6)取梁，其受力图如图(c)AB若这样画，梁的受力图又如何改动?AB杆的受力图能否画为图（d）所示？CDCBAB,不计三铰拱桥的自重与摩擦，画出左、右拱的受力图与系统整体受力图。解：右拱为二力构件，其受力图如图（b）所示CB受力分析示例(7)取左拱AC,其受力图如图（c）所示系统整体受力图如图（d）所示考虑到左拱在三个力作用下平衡，也可按三力平衡汇交定理画出左拱的受力图，如图（e）所示ACAC此时整体受力图如图（f）所示讨论：若左、右两拱都考虑自重，如何画出各受力图？如图（g）（h）（i）不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出绳子、梯子左右两部分与整个系统受力图。图(a)解：绳子受力图如图（b）所示受力分析示例(8)梯子左边部分受力图如图（c）所示梯子右边部分受力图如图（d）所示整体受力图如图（e）所示提问：左右两部分梯子在A处，绳子对左右两部分梯子均有力作用，为什么在整体受力图没有画出？研究对象、分离体、受力图小结1、受力分析－过程与方法（1）、确定研究对象（2）、取隔离体（3）、根据约束性质确定约束反力（4）、画受力图（包括，主动力和约束反力）特别注意：判别：二力杆判别：三力汇交平衡2、明确研究对象研究对象的选取，要根据解题的需要，合理选择。研究对象可以是单个物体，可以是由几个物体构成的子系统，也可以是整体。3、画研究对象受力图时要画上（1）作用在研究对象上的所有主动力（2）作用在研究对象上的所有约束反力约束反力要画在被约束体和约束的接触处（用约束反力代替原先的约束）约束力的方向与所阻碍的位移方向相反内力：研究对象内部各物体之间的作用力外力：研究对象外部的物体对研究对象中各物体的作用力4、画研究对象受力图时要注意（1）只画外力，不画内力（2）作用力和反作用力，方向相反，作用在不同物体上。