第1章 物体受力分析与平衡ppt课件.ppt

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1、《工程力学》《理论力学》《材料力学》1第一章物体的受力分析与平衡《理论力学》目的：（1）为了保证机器或结构物的正常工作，设计时必须分析各构件的受力猜况；（2）当构件平衡时，还要研究其平衡条件，进而确定作用在构件上的未知力。平衡:是指物体相对地面处于静止或作匀速运动。2重点：典型约束的约束反力；物体的受力分析及受力图的绘制力的投影，解析法求解平面汇交力系的合力力矩、力偶的性质与计算，平面力偶系的合成与平衡平面任意力系平衡条件、平衡方程及其应用难点：物体的受力分析及受力图的绘制平面汇交力系的平衡方程求解未知力平面任意力系平衡方程的应用第一章物体的

2、受力分析与平衡《理论力学》3§1-1基本概念和物体的受力分析§1-2平面汇交力系§1-3力对点之矩、力偶§1-4平面任意力系第一章物体的受力分析与平衡《理论力学》4§1-1基本概念和物体的受力分析一、基本概念（1）力和力系力：是物体间的相互机械作用。力的效应（作用效果）：①(力的外效应)运动效应：使物体的运动状态发生变化。②(力的内效应)变形效应：使物体发生变形。力的三要素：力的大小、方向和作用点力的单位：牛顿（N）或千牛顿（kN）力系、力系的等效、合力（2）刚体的概念所谓刚体是指在力作用下不变形的物体。12345§1-1基本概念和物体的受力

3、分析二、力的性质公理2二力平衡条件：作用于刚体的两个力，使刚体处于平衡的必要和充分条件是：两个力大小相等，指向相反，作用在同一直线上，这称为二力平衡条件。二力体1234A41B2C3图1-3二力平衡条件6§1-1基本概念和物体的受力分析二、力的性质公理3加减平衡力系条件：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。作用在刚体上的力，可沿力的作用线任意移动作用点，而不改变它对刚体的效应，这叫做力对刚体的可传性。公理1力的平行四边形法则：作用在物体上同一点的两个力，可以合成为一个合力，合力的大小和方向由这两力为边构成的平行四

4、边形的对角线来表示，这就是力的平行四边形法则。F1F2ARF1F2AR7§1-1基本概念和物体的受力分析二、力的性质推论(三力汇交定理)：当刚体受三个力作用而平衡时，若其中任何两个力的作用线相交于一点，则此三个力必在同一平面内，且第三个力的作用线通过汇交点。公理4作用和反作用定律：任意两个相互作用物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反，沿同一直线，分别作用在两个物体上，这称为作用和反作用定律。F1F2AR力的合成力的正交分解FFnFt8§1-1基本概念和物体的受力分析三、约束和约束反力自由体：在空间能作任意运动的物体非自由体约束：

5、限制物体运动的其他物体约束反力：约束施加于被约束物体的力，简称反力约束反力的方向总是与约束所能限制运动的方向相反，这是确定约束反力方向的准则。约束反力的大小，可由平衡条件求出。AFAWWFN9§1-1基本概念和物体的受力分析三、约束和约束反力自由体、非自由体、约束、约束反力：与约束反力相对应，凡能主动引起物体运动状态改变或使物体有运动状态改变趋势的力称为主动力。一般情况下，主动力是已知的。约束反力是由主动力的作用而引起的，所以又称为“被动力”，它随主动力的改变而改变。AFAWWFN10常见的约束类型及反力方向的确定（1）柔索约束如绳索、链条、

6、皮带约束反力方向沿着它的中心线而背离物体(拉力)；约束反力作用在物体与链条的连结点处。AFAW11常见的约束类型及反力方向的确定（1）柔索约束（2）光滑面约束法向反力：过接触点的公法线且指向物体FFNFFFFNFN12常见的约束类型及反力方向的确定（1）柔索约束（2）光滑面约束法向反力：过接触点的公法线且指向物体机械夹具中的V形铁、被夹物体及压板的受力情况，各接触点处均为光滑接触。131234AB常见的约束类型及反力方向的确定（1）柔索约束（2）光滑面约束（3）光滑圆柱铰链约束XAYAXBYB固定铰支座14常见的约束类型及反力方向的确定（1）

7、柔索约束（2）光滑面约束（3）光滑圆柱铰链约束1234ABXAYAXBYB“中间铰”15常见的约束类型及反力方向的确定（1）柔索约束（2）光滑面约束（3）光滑圆柱铰链约束（4）可动铰链支座将物体的铰链支座用几个辊轴支承在光滑平面上，就成为辊轴支座，又称可动铰链支座。辊轴约束只能限制物体在垂直于支承面方向的运动，不能限制物体沿支承面的运动和绕圆柱销的转动。因此辊轴支座的反力通过铰链中心，垂直于支承面，它的指向不定。固定端约束？16四、物体的受力分析及受力图要对物体进行受力分析，必须将所要研究的物体（称为研究对象），从与它相联系的周围物体中分离出

8、来，单独画出其图形，这一过程称为取分离体。在分离体的图形上，画出所有的主动力和周围物体对它的约束反力。这种图称为受力图。[例]高炉上料车如图所示，由绞车通过钢丝绳牵