机械基础 第2版 作者 陈霖 周恩兵 甘露萍 第2章 工程力学基础.pptVIP

4．力的可传性 作用于刚体上的力可沿其作用线移动到该刚体上任一点，而不改变此力对刚体的作用效果，这就是力的可传性。 5．力的平行四边形法则 一根绳上的拉力R可以认为是两根绳上拉力（F1、F2）的合力，而拉力（F1、F2）叫做力R的两个分力。 作用于物体上同一点的两个力的合力也作用于该点，且合力的大小和方向可用以这两个力作用线为邻边所作的平行四边形的对角线来确定 。 6．作用力与反作用力 作用在工件上的力和作用在车刀上的力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，思考它们是不是二力平衡。 由于这两个力是分别作用于两个不同的物体上，而不是同一物体上，所以并不是二力平衡。 两物体间相互作用的力总是同时存在，并且两力等值、反向、共线，分别作用于两个物体。这两个力互为作用与反作用的关系。 2.1.2 约束和约束反力 1．约束 自然界的一切事物总是以各种形式与周围的事物互相联系、互相制约的。 在工程上，各种构件的运动都受到与其相联系的其他构件的限制。 物体的运动受到周围其他物体的限制，这种限制条件称为约束。 2．光滑接触面约束 3．铰链约束 4．固定端约束 2.1.3 力矩与力偶 在力学上以乘积Fd作为度量力F使物体绕O点转动的效果的物理量，称为力F对O点之矩，简称力矩，表示为MO（F）?=?±Fd。 其中，O点称为力矩中心，简称矩心；O点到力F作用线的垂直距离称为力臂。 1．合力矩定理 一个力系的合力对某点的矩等于该力系中各分力对该点的矩之和，此为合力矩定理。 2．认识力偶 用力偶中的任一力的大小F与力偶臂d的乘积再冠以相应的正负号，作为力偶使物体产生转动效应的度量，称为力偶矩，记作：M（F，F′）?=?M=?±Fd 3．力偶的等效处理 只要保持力偶矩的大小和转向不变，刚体上的力偶可以在其作用平面内任意移动，且可以同时改变力偶中力的大小和力偶臂的长短，而不改变其作用效应。 4．力的平移 力可以平行移动到刚体内任意点O，但是，平移后必须附加一个力偶，其力偶矩的大小等于原力对O点的力矩值。 2.1.4 物体的受力分析和受力图 画受力图的步骤一般如下。 ① 确定研究对象，取分离体。 ② 在分离体上画出全部主动力。 ③ 在分离体上画出全部约束反力 【例2-1】 画出凸轮机构推杆的受力图 【例2-2】 重量为G的球用绳挂在光滑的铅直墙上，画出此球的受力图 2.2 材料力学基础 2.2.1 材料力学概论 1．构件正常工作的基本要求 为了保证零件有足够的承载能力，零件必须满足下列基本要求。 （1）足够的强度。每个构件都只能承受一定大小的载荷，载荷过大，构件就会被破坏，构件在载荷的作用下对破坏的抵抗能力称为构件的强度。 （2）足够的刚度。实际构件在力的作用下，还会产生变形，若构件的变形过大，就不能正常工作。构件在外载荷作用下抵抗过大弹性变形（外载荷去掉后能恢复的变形）的能力称为构件的刚度。 （3）足够的稳定性。某些物体，如受压的细长杆和薄壁构件，当载荷增加时，可能突然失去其原有形状，这种现象称为丧失稳定。构件在载荷作用下保持其原有平衡形态的能力称为构件的稳定性。 2．变形固体及其基本假设 自然界中的一切物体，在外力作用下或多或少总要产生变形。为了便于分析和简化计算，常略去变形固体的一些次要性质。为此，对变形固体做以下假设。 （1）均匀连续假设。认为构成变形固体的物质毫无空隙地充满整个几何空间，并且各处具有相同的性质。 （2）各向同性假设。认为材料在各个不同的方向具有相同的力学性能。 3．杆件变形的基本形式 2.2.2 拉伸与压缩 1．拉伸和压缩的特点 在轴向拉、压外力作用下，零件将产生拉伸或压缩变形，为了抵抗这种变形，零件内部各质点间将产生相应的相互作用力，这种零件内部各质点间的相互作用力称为内力。 内力由外力引起，随外力的增大而增大，当增大至某一极限值时，零件将发生破坏。 2．内力的计算 在生产实际中，通常采用截面法求内力，主要求解步骤包括以下3点。 ? 截开：欲求哪个截面的内力，就假想将杆从此截面截开，分成两部分。 ? 代替：取其中一部分为研究对象，移去另一部分，把移去部分对留下部分的作用力用内力代替。 ? 平衡：利用平衡条件，列出平衡方程，求出内力的大小。 3．轴力的符号规定 杆件受到拉压作用时，其受力方向沿着轴线，因此将轴向内力简称为轴力。 ? 拉伸—拉力，其轴力为正值，方向背离所在截面。 ? 压缩—压力，其轴力为负值，方向指向所在截面。 4．轴力图 为了表达轴力大小沿杆件轴线变化的情况，需要绘制轴力图，主要步骤如下。 ① 取坐标系。 ② 选比例尺。 ③ 正值的轴力画在x轴的上侧，负值的轴力画在x轴的下侧。 【例2-5】 已知F1?=?20kN、F2?=?8kN、F3?=?10kN，