第一章力的基本运算与物体受力图绘制.ppt

大型屋架、桥梁等结构在荷载、温度等影响下发生变形时，将绕其端部略有转动，且两端之间的距离也将略有改变，故通常均一端采用固定铰支,另一端采用可动铰支来支承。这种支承方式称为简支。 简支梁桥 预制钢筋混凝土门窗过梁和简易桥梁的简化 [例1] 一重为G的球体A，用绳子BC系在光滑的铅 垂墙壁上，试画出球体A的受力图。 （1）分离体要彻底分离。 （2）约束力、主动力一个不能少。 （3）约束力要符合约束力的性质。 （4）未知力先假设方向，计算结果定实际方向。 （5）分离体内力不能画。 （6）作用力与反作用力方向相反，分别画在不同的分离体上。 2、不计自重的梯子放在光滑水平地面上，画出梯子、 梯子左右两部分与整个系统受力图。 练习：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。 FA A FB FC B C A FA B FB C FC FAx FAy MA A B 四、固定端约束力 A A 1、画出下图机构整体及各构件的受力图 例 作梯子AB部分受力图 4、画出滑轮A、CD杆、AB杆和整体受力图。 W A B C D W W 1、研究滑轮A 2、研究CD杆 W A B C D A B C 3、研究AB杆 4、研究整体 W W C A B 注意：研究整体时，不画物体间的内力。 5、画图示结构各构件及整体受力图。设接触处摩擦不计，结构自重不计。 结论与讨论 下图物体的受力图是否有错误？怎样改正？ 结论与讨论 下图物体的受力图是否有错误？怎样改正？ 结论与讨论 下图物体的受力图是否有错误？怎样改正？ 结论与讨论 下图物体的受力图是否有错误？怎样改正？ A B D C G 30o 60o 工程中还有一种常见的基本约束，如建筑物上的阳台以及以焊、铆接和用螺栓联接的结构：刀、夹具的锥柄以及车床主轴的锥孔配合等，这些约束均称为固定端约束。 A B 4）固定端约束 以上这些工程实例均可归结为一杆插入固定面的力学模型。 对固定端约束，可按约束作用画其约束力。固定端既限制被约束构件的垂直与水平位移，又限制了被约束构件的转动，故固定端在一般情况下，有一组正交的约束力与一个约束力偶。 FAx FAy MA A B 四、固定端约束力 A A 5）二力构件/二力杆 二力平衡原理：作用于同一刚体上的两个力为平衡力系的充分必要条件是：此二力等值、反向、共线 定义：二力杆指的是不计重力、两端通过铰链与其他物体连接，且只在两端受力的构件。 特点：作用力沿两点连线、大小相等、方向相反。指向待定 W 不计杆件自重 W 翻斗车 A B A A C FP B A FA FCB FBC FCB B C A C FP A C FP 根据约束的类型画出研究对象的受力图 例：结构如图所示，不计构件自重，画出AB杆的受力图。 D C W A B W A B D C A B W C CD杆为二力杆 注意：二力杆件不一定是直杆。 约束反力垂直于滑道、导轨，指向亦待定。 FN FN 5）其他约束-滑道、导轨 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。 §1-4 物体的受力分析和受力图 作用在物体上的力有：①主动力： 如重力,风力,气体压力等。 ②被动力：即约束反力。 一、受力分析 补：解除约束原理 当受约束的物体在某些主动力的作用下处于平衡，若将其部分或全部的约束除去，代之以相应的约束反力，则物体的平衡不受影响。 意义：在解决实际物体的平衡问题时，可以将该物体所受的各种约束解除，而用相应的约束反力去代替它们对于物体的作用。这时，物体在所有主动力和约束力作用下，仍然保持平衡，但物体已经被抽象成为一个不受任何约束作用的自由体了，因而就可利用静力学所得出的关于自由刚体的平衡条件来解决受有各种不同约束的物体的平衡问题。 D C W A B W A B D C A B W C CD杆为二力杆 画物体受力图主要步骤为： ①选研究对象； ②去约束，取分离体； ③画上主动力； ④画出约束反力。 二、受力图 [例1] O W FD F