工力第二三章解读.ppt

第二章 平面汇交力系 平面汇交力系——各力的作用线都在同一平面内，且汇交于一点的力系。 ①选研究对象； ②作出受力图； ③作力的封闭多边形，选择适当的比例尺，应从已知力开始，根据力矢始末相接和封闭特点，就可确定未知力的指向； ④用比例尺或量角器量出未知力的大小和方向，或用三角公式进行计算。 §2-2 平面汇交力系合成与平衡的解析法 一. 力在坐标轴上的投影 （1）选取研究对象。对于较复杂的问题，要选两个甚至更多的研究对象，才能逐步解决。 （2）画受力图。 （3）列平衡方程。尽量减少平衡方程中的未知数个数，避免解联立方程，坐标轴尽量选取与未知力作用线相垂直方向。在计算力的投影时要注意正负号。 （4）求解未知力。（2个） 图示结构中。用铰链B连接二根直角曲杆AEB和BDC，各构件的重量略去不计。如在曲杆AEB上作用力偶矩为M的力偶，求固定铰链支座A和C的约束反力。 力F对O点之矩不仅取决于力的大小，同时还与矩心的位置有关。 力F对任一点之矩，不会因该力沿其作用线移动而改变,因为此时力臂和力的大小均未改变。 力的作用线通过矩心时，力矩等于零。 互相平衡的二力对同一点之矩的代数和等于零。 作用于物体上的力可以对物体内外任意点取矩计算。 例3-1 求: 解: 按合力矩定理 已知: F=1400N, 直接按定义 例3-2 求： 解： 由杠杆平衡条件 解得 平衡时水平杆CD的拉力。 CD为二力杆，取踏板 踏板如图所示，各杆自重不计。已知：力F及其与x轴的夹角 ，力作用点B坐标 ，距离l。 §3-2 平面力偶理论 一.力偶和力偶矩 1.力偶 由两个等值、反向、不共线的（平行）力组成的 力系称为力偶，记作 两个要素 a.大小：力与力偶臂乘积 b.方向：转动方向 力偶矩 力偶中两力所在平面称为力偶作用面 力偶两力之间的垂直距离称为力偶臂 2.力偶矩 力偶矩是一个代数量，其绝对值等于力的大小与力偶臂的乘积，正负号表示力偶的转向，通常规定以逆时针转向为正，反之为负。力偶矩的单位与力矩相同，也是或kNm。 二. 力偶的性质 1.力偶在任意坐标轴上的投影等于零。 3.力偶对任意点取矩都等于力偶矩， 不因矩心的改变而改变。 2.力偶没有合力，不能用一个力来代替，因而也不能用一个力来平衡，力偶只能由力偶来平衡. 力矩的符号 力偶矩的符号 M 4.只要保持力偶矩不变，力偶可在其作用面内任 意移转，且可以同时改变力偶中力的大小与力偶臂的 长短，对刚体的作用效果不变。 = = = = = = = 5.只要保持力偶矩不变，力偶可从一平面移至另一与此平面平行的任意平面，对刚体的作用效果不变。 已知： 任选一段距离d §3-3 平面力偶系的合成与平衡 = = 一.平面力偶系的合成 = = = 平面内的任意个力偶可以合成, 合成的结果为 一合力偶，合力偶的力偶矩等于各个分力偶的力偶 矩的代数和。 平面力偶系平衡的充要条件 M = 0，有如下平衡方程 平面力偶系平衡的必要和充分条件是：所有各力偶矩的代数和等于零。 二.平面力偶系的平衡 一个独立方程！ 例3-3 求： 光滑螺柱AB所受水平力. 解得 解：由力偶只能由力偶平衡的性质，其受力图为 工件上作用的三个力偶的矩分别为： ，固定螺柱A和B的距离 解：由于直角曲杆BDC重量不计，故曲杆BDC为二力构件 例3-4 * * 力系分为：平面力系、空间力系 ①平面汇交力系 ②平面力偶系 ③平面平行力系 ④平面一般力系 平面力系 平面特殊力系 平面任意力系 §2-1 工程中的平面汇交力系问题 D A B C 各力的汇交点 你能找出几个这样的例子吗？ 工程实例 简易压榨机 1.两个共点力的合成 §2-2 平面汇交力系合成的几何法 二、多个汇交力的合成 力多边形法则 . . . . . . . . . 力多边形法则：把各力向量首尾相接后得到开口多边形的封闭边，然后由第一个力的起点指向最后一个力的终点所构成的向量即为各力的合力。 力多边形 的封闭边 用几何法作力多边形时，应当注意以下几点：