航海力学课件 2012.pdf

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1、1第一章静力学公理和物体的受力分析基本概念刚体静力学基本公理约束和约束力物体的受力分析和受力图2公理1力的平形四边形法则作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力。合力的作用点仍在该点，其大小和方向由此两力为边构成的平行四边形的对角线确定。3公理2二力平衡公理作用在刚体上的两个力，使刚体保持平衡的必要和充分条件是：这两个力的大小相等，方向相反，且作用在同一直线上。F=–F124公理3加减平衡力系公理在已知力系上加上或减去任意的平衡力系，并不改变原力系对刚体的作用。5公理4作用与反作用定律两物体间相互作用的力，大小相等，方向相反，作用线沿同一直线。F

2、=–F126公理5刚化公理变形体在某一力系作用下处于平衡，如将其刚化为刚体，其平衡状态保持不变。7约束：对非自由体的位移起限制作用的物体。大小——待定约方向——与该约束所能阻束碍的位移方向相反力作用点——接触处8约束力：约束施加于被约束物体上的力，也称约束反力，其方向与该约束所能阻碍的位移方向相反。主动力：除约束力以外的其它力，它不依赖于质点的运动和约束，也称载荷。9工程常见的约束1.光滑接触面（线、点）的约束（光滑接触约束）及约束力法线切线10约束力沿接触面公法线方向2.柔性约束及约束力由柔软的绳索、胶带或链条等构成的约束.柔索只能受拉力，又称张力。11用F

3、表示。TA3.圆柱铰链约束及约束力固定支座、滚动支座、销钉、轴承等（1）径向轴承（向心轴承）约束特点：轴在轴承孔内，轴为非自由体、轴承孔为约束。12（2)固定铰链支座光滑圆柱铰链N134.球型铰链约束及约束力（1）球铰链约束特点：通过球与球壳将构件连接，构件可以绕球心任意转动，但构件与球心不能有任何移动。145.固定端约束PMYXAB固定端约束——平面两正交分力和一约束力矩X、Y、M15四、受力分析和受力图隔离体图、受力图、解力学问题的方法:几何法解析法矢量分析法16五、解题基本步骤1.已知条件，明确所求问题。2.选好恰当的研究对象；画出隔离体图。3

4、.对研究对象进行受力分析，画出受力图。（1）画出主动力（2）画出约束力4.选好坐标系，将各力投影到坐标轴上，建立方程式。5.解方程。6.计算的结果进行分析讨论。17N例题AyTCDANBAxQABRTQADCABQNMAyTADABANBAxQQN例题AyTCBANAxQBATQRBACAQNMAyTBBAAANQAxQ第二章平面汇交力系与平面力偶系20汇交力系的平衡1.汇交力系平衡的充要条件n0FRFii12.汇交力系平衡的几何条件F4力多边形自行闭合F5F3oF2F1平面力对点之矩的概念及计算一、平面力对点之矩（力矩）力矩作用面两个要素：1.大小：

5、力F与力臂的乘积2.方向：转动方向M0FFh22M0FrF二、汇交力系的合力矩定理FFF12FFRinrFrFrF12rFrFRin即MOOFRMFi平面汇交力系MOOFRMFi三、力矩与合力矩的解析表达式MOFMOFyxMOFxFsinyFcosxFyFyxMOOFRiMFMOFRxFiiyyFiix24例:已知：P=20kN，R=0.6m,h=0.08m。求：1.水平拉力F=5kN时，碾子对地面及障碍物的压力？2

6、.欲将碾子拉过障碍物，水平拉力F至少多大？3.力F沿什么方向拉动碾子最省力，及此时力F多大？25解：1.取碾子，画受力图。用几何法，按比例画封闭力四边形PFBRhθarccos30R按比例量得:FA11.4KN,FB10KNFsinθFB或由图中FFcosθPAB解得:FB10KN,FA11.34KN2.碾子拉过障碍物，应有FA0用几何法解得FPtanθ11.55kNPP273.解得FPsinθ10kNmin例:已知：AC=CB，P=10kN,各杆自重不计。P求：CD杆及铰链A的受力？解：CD为二力杆，取AB杆，画受力图。P或

7、用几何法，画封闭力三角形。按比例量得FF28.3kN,22.4kNCAP29例:已知：q,l；求：合力及合力作用线位置。解：取微元如图xqqllx1Pqxdqll20ll2由合力矩定理xPhqddxxqxl00230解得:hl3第三章平面任意力系31§3-1平面任意力系的简化1.力的平移定理MMF()FdBB322.平面任意力系向作用面内一点简化·主矢和主矩F1F1MMF()110F2F2MMF()220FnFnMMF()nn0nnFRFiFii1i1()33MOMiMOFi

8、主矢FRFiFi主矩MOO