《理论力学》第03章教案(128MB).docVIP

四川理工学院理论力学教案 授课教师 梁智权 开课系 机电工程系 开课学期 0708学年第1学期 课程名称 理论力学 授课系 专业 及班级 机械设计及自动化专业2006级01班 机械设计及自动化专业2006级02班 机械设计及自动化专业2006级10班 机械设计及自动化专业2006级11班 课程类型 必修课（√） 选修课（ ） 考核方式 考试（√） 考查（ ） 课程教学 总学时数 72 学分数 4.5 学时分配 理论课 70 学时； 实践课 2 学时 教材名称 理论力学 作者 出版社及出版时间 哈尔滨工业大学 理论力学教研室 高等教育出版社 2002年第6版 参考书目 书 名 作 者 出版社及出版时间 理论力学 范钦珊，刘燕，王琪 清华大学出版社 2004年第1版 理论力学 洪嘉振，杨长俊 高等教育出版社 2002年第2版 理论力学，上册，中册 清华大学 理论力学教研组 高等教育出版社 1994年第4版 章节名称 第三章 平面任意力系 3-1 平面任意力系向作用面内一点简化 3-2 平面任意力系的平衡条件和平衡方程 3-3 物体系的平衡·静定和超静定问题 3-4 平面简单桁架的内力计算 授课类别 理论课（√）；实验课（ ） 教学时数 5 教学目的及 要 求 （1）熟练掌握和应用力的平移定理。 （2）能够确定平面任意力系向作用面内一点的简化结果。 （3）熟练掌握和应用合力矩定理。 （4）掌握和应用平面任意力系的平衡条件和平衡方程。 （5）能够熟练求解静定物体系的平衡问题。 （6）掌握计算桁架杆件内力的节点法和截面法。 教 学 内 容 提 要 备注 第11学时： 力系向一点简化是一种较为简便并具有普遍性的力系间化方法。此方法的理论基础是力的平移定理。力的平移定理：可以把作用在刚体上点A的力F平移到任一点B，但必须同时附加一个力偶，这个附加力偶的矩等于原来的力F对新作用点B的矩。 平面任意力系等效为两个简单力系：平面汇交力系和平面力偶系。然后，再分别合成这两个力系。平面任意力系中所有各力的矢量和为，称为该力系的主矢；而这些力对于任选简化中心O的矩的代数和MO，称为该力系对于简化中心O的主矩。显然，主矢与简化中心O无关，而主矩MO一般与简化中心O有关，故必须指明力系是对于哪一点的主矩。 图(a)表示一物体的一端完全固定在另一个物体上，这种约束称为固定端或插入端支座。固定端支座对物体的作用，是在接触面上作用了一群约束力。在平面问题中，这些力为一平面任意力系，如图(b)所示。将这群约束力向作用平面内点A简化得到一个力和一个力偶，如图(c)所示。在平面力系情况下，固定端A处的约束力可简化为两个约束力FAx，FAy和一个矩为MA的约束力偶，如图(d)所示。 (a) (b) (c) (d) 平面任意力系向作用面内一点简化的结果，可能有四种情况，即：（1）平面任意力系简化为一个力偶的情形；（2）平面任意力系简化为一个合力的情形；（3）平面任意力系向作用面内一点简化的主矢和主矩都不等于零的情形；（4）平面任意力系平衡的情形。 平面任意力系的合力矩定理：平面任意力系的]合力对作用面内任一点的矩等于力系中各力对同一点的矩的代数和。 关于应用平面任意力系合力矩定理的例题：例3-1（求重力坝受力力系向O点简化的结果以及合力作用线方程） 第12学时： 平面任意力系平衡的解析条件是：所有各力在两个任选的坐标轴上的投影的代数和分别等于零，以及各力对于任意一点的矩的代数和也等于零。式（3-7）称为平面任意力系的平衡方程（为便于书写，下标i可略去）： （3-7） 关于平面任意力系的例题：例3-2（求起重机在止推轴承A和轴承B处的约束力）；例3-3（试求水平梁AB的A和B处的支座约束力）；例3-4（试求T字型刚架ABD固定端A的约束力） 平面任意力系平衡方程的其他两种形式：二矩式平衡方程和三矩式平衡方程。二矩式平衡方程： （3-8） 力的平移定 理 主矢 主矩 固定端支座 向作用面内 一点简化的 结果 合力矩定理 例题 平衡的解析条件 平衡方程 演算例题 二矩式平衡 方程 教 学 内 容 提 要（续） 备注 二矩式平衡方程中x轴不垂直于A，B两点的连线。三矩式平衡方程： ，， （3-9） 三矩式平衡方程中A，B，C三点不得共