静力学2-约束力-受力图-平面汇交力系.ppt

* 例：画出滑轮、CD杆、AB杆和整体受力图 1、研究重物 3、研究CD杆 W A B C D W W W T 2、研究滑轮 * A B C 3、研究AB杆 4、研究整体 研究整体时，不画物体间的内力 W A B C D W W W W C A B 例： 画出下列各构件的受力图。 * B C B C A D 例：已知物体的重量为P，求（a）平衡时铅垂力F， （b）维持平衡时F 的最小值及其方向（不计构件自重） B C 1、研究CB杆 2、研究B、C销钉 * 二、画受力图应注意的问题 除重力、电磁力外，物体之间只有通过接触才有相互机械作用力，要分清研究对象（受力体）与周围哪些物体（施力体）有接触，接触力的方向由约束类型而定。 2、不要多画力 要注意力是物体之间的相互机械作用。因此对于受力体所受的每一个力，都应能明确地指出它是哪一个施力体施加的。 1、不要漏画力 * 约束力的方向必须严格地按照约束的类型来画，不能单凭直观或根据主动力的方向来简单推想。在分析两物体之间的相互作用时，要根据作用力与反作用力公理处理。 3、不要画错力的方向 4、受力图上不能带约束 受力图一定要画在分离体上。 二、画受力图应注意的问题 * 一个力，属于外力还是内力，因研究对象的不同，有可能不同。当物体系统拆开来分析时，原系统的部分内力，就成为新研究对象的外力。 同一系统各研究对象的受力图，如某处的约束力的方向一旦设定，在整体、局部或单个物体的受力图上要与之保持一致。 5、受力图只画外力，不画内力 6 、整体与局部要一致，不能矛盾 7、灵活使用静力学基本公理 判断二力构件、应用三力平衡汇交原理 二、画受力图应注意的问题 * 思考题： 机器人的哪些关节是连接铰链？ 人体的哪些关节可简化成链接铰？ * 本章主要内容 基本概念 平衡、质点（系）、刚体、自由体、非自由体 力系、等效力系、合力、共点力系 基本方法 静力学平衡公理 约束的类型：柔索、光滑面、光滑柱（球）铰链、二力构件 解决问题 受力分析：根据约束的类型和特点画受力图 解决实际问题 * 例：画出下列各构件的受力图。 三力平衡必汇交！当三力平行时，在无限远处汇交，是一种特殊情况。 * 例：画出下列各构件的受力图。 * * 例： 画出下列各构件的受力图。 * 第二章 平面汇交力系 §2-1 工程中的平面汇交力系问题 §2-2 平面汇交力系合成的几何法 §2-3 平面汇交力系平衡的几何条件 §2-4 平面汇交力系合成的解析法 §2-5 平面汇交力系平衡方程及其应用 一、平面汇交力系合成与平衡的几何法 二、平面汇交力系合成与平衡的解析法 略 * 若共点力系中，力的作用线在同一平面内，则称为平面共点力系（平面汇交力系）。 共点力系（汇交力系）:力作用线汇交于一点的力系。 A A 第二章 平面汇交力系 * 静力学公理3 力的平行四边形法则(合成与分解) 设 为作用在A点的力系，求其合力： 力多边形 A §2-2 平面汇交力系合成的几何法 各力按头—尾相连形成力多边形。且合力的作用线通过汇交点。 设 为作用在A点的汇交力系，合力： * 平衡力系: 对刚体不产生任何作用效应的力系 A 先将各力沿作用线汇交于一点，各力按头—尾相连力多边形自行封闭——平衡的几何条件 §2-3 平面汇交力系平衡的几何条件 * §2-4 平面汇交力系合成的解析法 力在坐标轴上的投影 x y A 合力投影定理 合力在任一轴上的投影，等于各分力在同一轴上投影的代数和。 * §2-5 平面汇交力系平衡方程及其应用 合力的大小： 为该力系的汇交点! 方向： 作用点： 合力投影定理 平面汇交力系平衡的解析法 平衡的充分必要条件：该力系的合力为零 ——平衡的充要条件，平衡方程 两个独立方程，可求解两个未知数！ * 解： EB=BC=0.4m， §2-5 平面汇交力系平衡方程及其应用 ②画出受力图 ① 以AB杆研究对象，建坐标如图 ③列平衡方程 ④解平衡方程 例：不计各杆质量,已知 P=2kN, 求FCD , FA 方向如图所示 * 解1： 例:均质压路机滚子，将越过石坎。已知G＝20kN，半 径r=40cm，石坎高度h=8cm。求:水平力P的大小和 哪个方向最小。 ④求解 ③列平衡方程 ①选取滚子为研究对象，建坐标如图 ②作受力图 几何关系 * 作力三角形，确定出P的最小值。 解2： * 例：压榨机忽略自重，杆AB和BC的长度相等。A、B、C处为铰链连接。P＝3kN，h=20