理论力学 教学课件 作者 张居敏 杨侠 许福东 2.1平面力偶及其合成.pptVIP

1 * 第二章 平面任意力系 力系： 一个物体同时受到n个力的作用(n≥2) 这n个力就称为一个力系； 平面力系： 各力作用线都在同一个平面内的力系称为平面力系； 平面力系 （一般） 平面力偶系 + 平面汇交力系 （特殊） §2–1平面平行力系、平面力偶系的合成与平衡 平面平行力系: 力的作用线相互平行; 结论：处于同一平面内的两个力，只有当它们同时满足等大、反向平行、不共线三个条件时，这两个力才不能合成为一个力； 力偶： 两个大小相等的反向平行力合称力偶。 力偶对物体的作用效果：力偶矩、旋向 力偶的性质1： 力偶可以在其作用面内移动、转动到任意指定的位置，而不改变其对物体的作用效果 ∽ 平面力偶对物体的作用效果只与两个因素有关：力偶矩的大小和旋向；其它因素如力臂的长短、力的大小与方向、力作用线的位置等都是可以等效调整的，都不是决定力偶对物体作用效果的本质因素。 表示，逆时针力偶用符号 表示。 性质2 物体不可能在一个力和一个力偶的共同作用下处于平衡状态。 性质3 作用在同一平面内的两个力偶可以合成为一个力偶。 推论1 如果物体在一个力偶m和两个力 的共同作用下处于平衡状态，并且力偶m中的 两个力与力 共面，则力 必构成一个力偶，并且力偶（ ）与 力偶m的代数和等于零。 例2.1-1、图示CD杆上有一光滑导槽,套在AB杆的销钉E上(销钉E是焊接在AB杆上的);在AB杆和CD杆上各作用一个力偶,AB杆处于水平状态;求使机构处于平衡静止状态的力偶m2的大小(不计杆重) 已知： 解、研究对象:CD杆/AB杆,受力如b/c图所示,FE与FC、 FA与FE都构成力偶,则有： CD杆: AB杆: 习题：用多轴钻床在一个工件上同时钻出四个直径不同的孔,各钻头的切削力偶矩都为15N.m,旋向如图所示,工件用两个圆柱销钉A、B固定,b=200m;求销钉A、B对工件的作用力。 N 答案： 例2.1-2、如示直角弯杆ABCD与直杆DE及EC铰接而成，作用在DE杆上的力偶M=40kN.m（逆时针），各杆重量不计，尺寸如图所示。求支座A、B处的约束力及杆EC的内力。 解、研究对象:整体/DE杆,受力如b/c图所示,FA与FB、 FD与FE都构成力偶,则有： 整体： DE杆： 课堂练习题、曲杆AC、BC自重不计（图示），在AC杆上作用一个力偶m，曲杆AC受力如图所示；现把力偶m移动到BC杆上（图b），则A、B、C铰所受的力都将改变（AC杆为二力构件）；试分析这种改变与“力偶可以在其作用面内任意的移动、转动而不改变其对物体的作用效果”相矛盾吗？ O F 2 F 3 F 1 F 4 A 4 A 3 A 2 A 1 y x y x O F 2 F 4 F 1 F 3 y x O F 2 F 4 F 1 F 3 m 2 m 1 m 3 m 4 F 1 F 2 F 3 F 1 F 2 F 3 F 12 F 1 F 2 F 3 F 23 F 1 A B F 2 C A B F 12 F T1 B A C F T2 F TB A B F TA F 1 F 2 F T1 B A C F T2 D F 12 B A B F 2 A F 1 B A F 2 F 1 F T F T B A F T1 F T2 B A F T1 F T2 C B A C F 12 B A D F 12 d F F F F A B F F C D F F C D F F F 1 F 1 C D F 2 F 2 C D F 2 F 2 A B F C D F G H F 2 F 2 A B F F F 1 F 1 F 2 A B F 2 H F 2 G F 2 F 3 F 3 F 4 F 4 H G F 4 F 4 C D A B F F C D F F G H F 1 F F F 1 G H G H F 2 F 2 C D F 2 F 2 F F G H d H 1 F 1 F F F 1 G 1 G 2 d d 2 G H H 1 H 2 H 2 F 1 F F F 1 G 1 G 2 d d 2 G H H 1 F 2 F 2 F 2 F 2 d 2 G H H 2 G 2 C D F F d M D 1 D F F F 1 F 1 C 1 C 2 C D 2 d G 1 H 1 F 2 F 2 C D M F 1 F 2 F 2 A B C C F 1 F 1 F 1 D C F 1 D G A O M F 1 F 1 F 2 F 2 d 1 d 2 d F 1 F 1 F 2 F 2 d F 12 F 12 A 40 o E B D C m 1 m 2 D C m 1 F C