3、物体的受力分析.ppt

3、光滑圆柱形铰链约束 例题： 如图所示，梯子的两部分AB和AC在A点铰接，又在D、E两点用水平绳连接。梯子放在光滑水平面上，若其自重不计，但在AB的中点H处作用一铅直载荷F。试分别画出梯子的AB、AC部分以及整个系统的受力图。 受力图的作图步骤： 1、根据题意确定研究对象：将研究对象从结构中分离出来，单独画出其简单轮廓图形。 2、先画主动力：一般是重力、已知外力。 3、再画约束反力：约束反力应严格按照约束类型来画。注意先确定二力构件。 4、检查：不要多画、少画、错画力。 注意:1)研究对象可以单个物体,也可以是由两个或两个以上的物体联系在一起的物体系统。 2)能确定二力构件。 3)注意构件连结部位的作用与反作用力。 练习:作出下列结构中AB杆的受力图 作出下列结构中各构件及整体的受力图 小结 一、明确几个概念 刚体、变形固体、平衡、力、力系、强度、刚度、稳定性、杆件变形的四种基本形式、力矩、力偶、约束、约束反力、四种约束类型及反力确定、受力图、物体系统 二、能熟练地绘制物体或物系的受力图 三、作业：阅读:第七节 习题：1-7 b)c)d)e) 预习：Ｐ．29第二章 第一节——第四节 约束与物体的受力分析 一、约束与约束反力 二、受力图 三、小结 一 约束与约束反力 （一）概念 自由体：位移不受限制的物体叫自由体。（见右图） 非自由体：位移受限制的物体叫非自由体。 约束： 限制非自由体某些位移的周围物体称为约束。 约束力： 约束对被约束物体的作用叫约束力。 约束力特点： ① 大小未知； ② 方向与被约束物体的运动方向相反； ③ 作用点在物体与约束的接触点。 （二）几种常见的约束 一 约束与约束反力 1、柔性约束（柔索） 组成：由柔性绳索、胶带或链条等柔性物体构成。 约束特点：只能受拉，不能受压。 约束反力方向：作用在接触点，方向沿着柔体的中心线背离物体。 [例] 吊灯 2、光滑面约束 一 约束与约束反力 组成：由光滑接触面构成的约束。 约束特点：不论接触面是平面或曲面，都不能限制物体沿接触面切线方向的运动，而只能限制物体沿着接触面的公法线指向约束物体方向的运动。 约束反力方向：通过接触点，沿着接触面公法线方向，指向被约束的物体，通常用N 表示。 P FN P FN FNA FNB 一 约束与约束反力 组成：两物体分别钻有直径相同的圆柱形孔，用一圆柱形销钉连接起来，在不计摩擦时，即构成光滑圆柱形铰链约束，简称铰链约束。 约束特点：这类约束的本质为光滑接触面约束，因其接触点位置未定，故只能确定铰链的约束反力为一通过销钉中心的大小和方向均无法预先确定的未知力。通常此力就用两个大小未知的正交分力来表示。 铰链约束分类：连接铰链、链杆支座、固定铰链支座、活动铰链支座 一 约束与约束反力 （1）固定铰链支座 YA XA 一 约束与约束反力 （2）活动铰链支座 RA FA 一 约束与约束反力 4、二力杆件 二 受力图 （一）受力分析 解决力学问题时，首先要选定需要进行研究的物体，即选择研究对象；然后根据已知条件，约束类型并结合基本概念和公理分析它的受力情况，这个过程称为物体的受力分析。 作用在物体上的力有： 主动力：如重力，风力，气体压力等。 被动力：即约束力。 二 受力图 画物体受力图主要步骤为： ① 选研究对象； ② 取分离体； ③ 画主动力； ④ 画约束反力。 （二）受力图 研究对象：我们把所研究的物体称为研究对象。 分离体：解除约束后的自由物体。 受力图：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。 内力与外力：如果所取的分离体是由某几个物体组成的物体系统时，通常将系统外物体对物体系统的作用力称为外力，而系统内物体间相互作用的力称为内力。 FD’ D E F 1.梯子 AB 部分的受力图。 解： A B H D YA XA FB FE FD F A B C D E H 二 受力图 2.梯子AC 部分的受力图。 A C E FE’ FC XA’ YA’ F A B C D E H 二 受力图 例题：如图所示，重物重G = 20 kN,用钢丝绳挂在支架的滑轮B上，钢丝绳的另一端绕在铰车D上。杆AB与BC铰接，并以铰链A，C与墙连接。如两杆与滑轮的自重不计并忽略摩擦和滑轮的大小，试画出杆AB和BC以及滑轮B的受力图。 A B D C G 30o 60o 二 受力图 二 受力图 1. 杆AB的受力图。 解： 2. 杆BC 的受力图。 FAB FBA’ FCB FBC’ A B B C 二 受力图 F2 F1 F2 F1 3. 滑