汽车机械基础项目一 力学分析ppt课件.ppt

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1、项目一力学分析学习任务一活塞连杆组的受力分析学习任务二转向盘受力分析学习任务三构件承载能力分析任务一活塞连杆组的受力分析任务描述:以汽车发动机的活塞连杆组为例，分析活塞连杆组工作状态下的受力情况，绘制受力图,掌握物体在静力作用下的受力分析。学习目标:了解静力学的基本概念掌握基本的力学公理掌握约束与约束反力掌握受力分析的方法具有绘制机构受力图的能力一、基本概念与公理1．力的概念力是物体之间相互的机械作用力的三要素力对物体的作用效应，取决于力的大小、方向（包括方位和指向）和作用点的位置力是矢量力是一个既有大小又有方向的量，而且又满足矢量的运

2、算法则。矢量常用一个带箭头的有向线段来表示。力的单位力的国际制单位是牛顿或千牛顿，其符号为N，或kN。图1-1-1力的三要素如图1-1-1b所示，线段长度AB按一定比例代表力的大小，线段的方位和箭头表示力的方向，其起点或终点表示力的作用点。此线段的延伸称为力的作用线。用黑体字F代表力矢，并以同一字母的非黑体字F代表该矢量的模（即力的大小）。2．力系的有关概念平衡力系：物体处于平衡状态时，作用于该物体上的力系。力系平衡所满足的条件称为平衡条件。等效力系：如果两个力系对同一物体的作用效应完全相同，则称这两个力系互为等效力系。合力：当一个力系

3、与一个力的作用效应完全相同时，把这一个力称为该力系的合力，而该力系中的每一个力称为合力的分力。3．刚体的概念所谓刚体是指在受力状态下保持其几何形状和尺寸不变的物体。在研究物体的变形问题时，就不能把物体看作是刚体，否则会导致错误的结果，甚至无法进行研究。4．静力学公理（1）公理一二力平衡公理当一个刚体受两个力作用而处于平衡状态时，其充分与必要的条件是：这两个力大小相等，方向相反，作用于同一直线上。如图1-1-2所示。（2）二力体只受两个力作用而平衡的物体称为二力体。又称“二力构件”受力特点是：两个力的方向必在二力作用点的连线上。（3）公理

4、二加减平衡力系公理在刚体的原有力系中，加上或减去任一平衡力系，不会改变原力系对刚体的作用效应。力的可传性原理作用于刚体上的力可以沿其作用线移至刚体内任一点，而不改变原力对刚体的作用效应。（4）公理三力的平行四边形法则作用于物体同一点的两个力可以合成为一个合力，合力也作用于该点，其大小和方向由以这两个力为邻边所构成的平行四边形的对角线所确定，即合力矢等于这两个分力矢的矢量和。三力平衡汇交定理：物体受三个力作用而平衡时，此三个力的作用线必汇交于一点。（5）公理四作用与反作用定律两个物体间的作用力与反作用力，总是大小相等，方向相反，作用线相同

5、，并分别作用于这两个物体。二、约束与约束反力限制被约束体运动的周围物体称为约束。约束限制了物体本来可能产生的某种运动，故约束有力作用于被约束体，这种力称为约束反力。约束反力总是作用在被约束体与约束体的接触处，其方向也总是与该约束所能限制的运动或运动趋势的方向相反1．柔索约束由绳索、胶带、链条等形成的约束称为柔索约束。只能限制物体沿柔索伸长方向的运动它对物体只有沿柔索方向的拉力。2．光滑面约束光滑面约束反力必过接触点沿接触面法向并指向被约束体，简称法向反力。3．光滑铰链约束（三类）铰链是在两个钻有圆孔的构件之间采用圆柱定位销所形成的连接。

6、门所用的活页、铡刀与刀架、起重机的动臂与机座的连接等（1）固定铰支座用以将构件和基础连接，如桥梁的一端与桥墩连接时。图1-1-10固定铰支座及其反力（2）中间铰链用来连接两个可以相对转动但不能移动的构件，如曲柄连杆机构中曲柄与连杆、连杆与滑块的连接。通常在两个构件连接处用一个小圆圈表示铰链，如图1-1-11c）所示。（3）滚动铰支座一种放在几个圆柱形滚子上的铰链支座，这种支座称为滚动铰支座。三、受力分析与受力图所谓受力分析，是指分析所要研究的物体上受力多少、各力作用点和方向的过程。物体的受力分为两类，一类称为主动力，如工作载荷、构件自重

7、、风力等，这类力一般是已知的或可以测量的，另一类就是约束反力。分离体：解除约束后的自由物体称为分离体。在分离体上画上它所受的全部主动力和约束反力，就称为该物体的受力图。受力图的作法及注意事项例1-1-1重力为P的圆球放在板AC与墙壁AB之间，如图1-1-15a）所示。设板AC重力不计，试作出板与球的受力图。解：先取球为研究对象，作出简图。球上主动力P，约束反力有FND和FNE，均属光滑面约束的法向反力。受力图如图1-1-15b）所示。再取板作为研究对象。板的自重不计，故只有A、C、E处的约束反力。其中A处为固定铰支座，其反力可用一对正交

8、分力FAx、FAy表示；C处为柔索约束，其反力为拉力FT；E处的反力为法向反力F′NE画受力图可概括为据要求取构件，主动力画上面；连接处解约束，先分析二力件。任务实施对活塞连杆组进行受力分析并绘制受力图学习