理论力学平面任意力系课件.ppt

《理论力学平面任意力系课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章平面任意力系1静力学力系：平面力系；空间力系。两类问题：不平衡—简化平衡—平衡条件平面汇交力系平面任意力系平面力偶系平面平行力系平面力系2§3–1力的平移定理及平面任意力系的简化§3–2平面任意力系的平衡条件和平衡方程§3–3物体系的平衡·静定和超静定问题§3–4平面简单桁架的内力计算第三章平面任意力系3静力学§3–1力的平移定理及平面任意力系的简化一、平面问题的力平移定理力的平移定理：作用在刚体上的力可向刚体上任一点平移，但必须附加一力偶，这个附加力偶的力偶矩等于力对新作用点的矩。4静力学①力的平移定理揭示了力与力偶的关系：力力+力偶②力

2、平移的条件是附加一个力偶，其与平移点位置有关；③力的平移定理是力系简化的理论基础。④合理利用力的平移定理。说明：5二、平面力系向一点简化·主矢和主矩平面任意力系向一点简化平面汇交力系+平面力偶系平面汇交力系力:(主矢)，(作用在简化中心)平面力偶系力偶:MO(主矩)，(作用在该平面上)6主矢主矩MO7①力系的主矢与简化中心的选择无关；②在平面问题中，主矩是个代数量；③一般情况下，力系对简化中心的主矩与简化中心的选择有关。说明：平面任意力系向作用刚体内的任一点简化，一般情况下可得一个力和一个力偶。①这个力等于力系中诸力的矢量和且通过简化中心，称为力

3、系的主矢；②这个力偶的力偶矩等于力系中诸力对简化中心的力矩的代数和，称为力系对简化中心的主矩。8*固定端约束力9三、平面力系简化的最后结果简化结果：主矢＋主矩MO②①四种情况：③④10*原力系与一个力偶等效*思考：若向其它点简化，结果如何？*此时，主矩与简化中心的位置无关！*O点不是任意的，即简化结果与简化中心有关*原力系与一个通过O点的力等效*思考：O点是否唯一？合力偶矩＝主矩合力矢＝主矢11*可进一步简化为：过新的简化中心的合力。力系平衡。×12主矢主矩最后结果说明合力合力合力作用线过简化中心合力作用线距简化中心合力偶平衡与简化中心的位置无关

4、与简化中心的位置无关*平面任意力系向一点简化的最后结果几种可能：①一合力偶；②一合力；③平衡力系。13例某重力大坝所受的主动力可简化为平面任意力系。已知G1=450kN,G2=200kN,F1=300kN,F2=70kN。求该主动力系的合力及其作用线与基线OA的交点至点O的距离以及合力作用线方程。解：主矢的大小（1）求主矢14主矢的方向主矢处于第四象限（2）求主矩MO15（3），求合力大小方向作用线d位置16作用线方程合力作用点（x，y）（x，y）17四、线分布力的简化*三角形分布力*均布力*梯形分布力*一般线分布力线分布力可简化为一合力，需确定

5、其大小及作用线位置。18应用合力矩定理求得合力的作用线分布力q(x)合力FR19分布力的合力大小等于分布力图形的面积，其作用线通过该分布力图形的形心。20静力学§3–2平面任意力系的平衡条件和平衡方程一、平面任意力系的平衡方程平面任意力系平衡的充要条件：力系的主矢和力系对任一点的主矩分别等于零。即：平面任意力系的平衡方程21四轮上料小车，重G=40kN，e=330mm，a=200mm，b=850mm，d=400mm。求：等速上升时，绳的拉力及各轮对导轨的压力。•22以料车为研究对象*可得：思考：怎样列方程比较有利于计算？合理设置坐标，合理选择矩心

6、，可简化方程表达式。•23静力学例直角平面刚架结构的尺寸及荷载如图。求A端约束力。解：取平面刚架为研究对象①画受力图②列平衡方程，求解FAyFAxMA平面任意力系24[练习]已知：尺寸如图；求：轴承A、B处的约束力。解：取起重机，画受力图。解得FP1=10kN,FP2=40kN,FP2FP125②二力矩式AB连线不垂直于Ox轴③三力矩式A,B,C不共线平面任意力系都只有３个独立的平衡方程，可以求解３个未知量。①一力矩式平面任意力系平衡方程的三种形式26二力矩式的证明AB连线不垂直于Ox轴过A点的一个力过B点的一个力平衡过AB的一个力平衡若有合力，

7、合力与x轴垂直矛盾！27如果不遵循“限制条件”，会有什么结果？有一方程自动满足，不能求出全部未知量！A、B、E共线•E28平面力系的平衡方程平面汇交力系平面任意力系29平面力偶系平面平行力系AB连线不平行于力作用线30静力学[例]外力：外界物体作用于系统上的力叫外力。内力：系统内部各物体之间的相互作用力叫内力。物体系统（物系）：由若干个物体通过约束所组成的系统。§2-3物体系统的平衡问题31静力学物系平衡的特点：物系中每个单体也是平衡的。平面力系中每个单体可列3个平衡方程，整个系统可列3n个方程（设物系中有n个物体）解物系问题的一般方法：由整体局

8、部由局部整体整体局部整体32例结构由直杆AC，BE，CE，DE铰接而成，杆AC上作用有均布力，不计各杆自重。试求杆BE所受的力。平衡方程