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1、第一章零部件的受力分析本章主要讨论的两个问题：1)静力平衡的基本规律；2)求解结构上的未知力。21.1受力分析概述一、力的基本概念力是物体之间相互的机械作用。力的三要素：大小、方向、作用点。单位：牛顿（N）、千牛（KN）1kgf=9.8N3(1)塔设备自身的重力W；(2)风力q；(3)基础对塔底的反作用力Ny，力Ny把塔设备托住；(4)基础螺栓对塔设备所产生的力矩M，使塔设备既不会被风吹倒；(5)横向阻力Nx，使塔设备不会移动。二、受力分析实例1.1受力分析概述41.2约束、约束反力与受力图一、平衡力一个物体上受二个力作用而处于平衡状态，则这二个力大小相等，方向相反，作
2、用在一条直线上。这两个力互为平衡力。二力构件：只受两个力的作用，而处于平衡状态的构件。受力分析时，对于二力构件，应先进行分析。5二、作用力与作用反力两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用于同一条直线上。6三、平衡力与作用力和反作用力的区别相同点：两个力都是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。不同点：1)平衡力是作用于同一个物体上的两个力，而作用和反作用力是分别作用于不同物体上的两个力。2)平衡力中的两个力没有必然的联系。而作用和反作用力中的任意一个力消失，另外一个力也随之消失。7四、约束和约束反力约束：工程上把对于某一构件的活动起着限制作用的其他
3、物体叫做约束。约束反力：限制物体运动的力；主动力：引起物体运动和运动趋势的力；被动力：由主动力的作用而引起的力。约束反力属于被动力。主动力和约束反力是作用力和反作用力么？8五、分离体和受力图分离体：为了使物体受力情况的分析能清晰地表达出来,需要把所分析的物体(即研究对象)从跟它发生联系的周围物体中分离出来。这个被分离出来的研究对象称为分离体。受力图：为了不改变分离体的受力情况,就必须把作用在分离体上的全部作用力——主动力及周围约束对分离体作用的约束反力都画出来。这样画出的物体受力简图就称为受力图。适当地选取分离体,正确地画出受力图是进行受力分析的主要前提。9试分析图中哪
4、个是分离体，作用的分离体上的力，哪些是主动力，哪些是约束反力？10六、常见的几种约束形式和确定约束反力的方法A柔性物体约束约束反力的作用线沿着被拉直的柔性物体中心线且背离物体运动方向。11B光滑面约束约束反力通过接触点，并沿公法线，指向被约束的物体。12C固定铰链约束约束反力的指向随杆件受力情况的不同而相应地变化。13D辊轴支座约束(滑动铰链约束)约束反力的指向垂直于支承面，并通过铰链中心。14E固定端约束限制物体三个方向运动，产生三个约束反力。NAx15七、受力图的画法(1)选取分离体，解除约束；(约束解除原理、受力图的概念)(2)画出主动力；(3)分析约束的性质，在
5、解除约束的地方画约束反力；例1-1：当用手去打开图110所示人孔盖时,设手中所用力为F,并与铅垂线成30°角,盖子重力已知为W,试画人孔盖的受力图。16七、受力图的画法(1)选取分离体，解除约束；(约束解除原理)(2)画出主动力；(3)分析约束的性质，在解除约束的地方画约束反力；例1-2：墙式起重装置由横梁AB和拉杆CD组成机架,其结构简图如图所示。B处有一小滑轮,吊索的一端经滑轮与重物W相连。拉动吊索另一端时,重物W则等速上升。A、C、D三处均可视为固定铰链约束。略去机架和小滑轮的质量,试画出横梁AB和拉杆CD的受力图。※在此例题中，注意二力构件的概念：两端铰接(铰链
6、连接)，中间不受任何外力，而且处于静止状态的杆件都是二力构件(不一定是直杆)。在画一结构中的构件受力图时，对于二力构件应先进行分析。17受力图的画法和注意事项：(1)首先将要研究的对象物体取作分离体,解除约束,与其他物体分离开来;(2)先画作用在分离体上的主动力,再在解除约束的地方画约束反力;(3)画约束反力时要充分考虑约束的性质,如固定铰链约束,一般可画一对位于约束平面内互相垂直的约束反力,但若属于二力构件,则应按二力构件特点画约束反力;(4)在画物系中各物体的受力图时,要利用相邻物体间作用力与反作用力之间的关系,当作用力与反作用力中一个力的方向已确定(或假定)时,另
7、一个力的方向也随之而定;(5)柔性约束对物体的约束反力只能是拉力,不能是压力。181.3平面汇交力系的合成与平衡条件作用于物体的一群力称为力系。如果作用在物体上诸力的作用线位于同一平面内,且汇交于一点,则这种力系称为平面汇交力系。作用在物体的某一点上的两个力,其合力也作用于同一点,其大小与方向可以用此两力为邻边的平行四边形的对角线来表示。用式子表示即为：式中的“+”号已不是代数中相加的符号,而是表示用平行四边形规则求合成力,实质上它是矢量的几何加法。力的分解也可按平行四边形规则进行。一、平行四边形法则另外，在高中时还学过三角形法则和多边形
