〈新〉物体的受力分析1.ppt

万向节应用实例——研制中的火星车 非独立悬架 4 固定端约束 固定端支座约束实例 既不能移动，又不能转动的约束— 固定端（插入端）约束 固定端约束简图 固定端约束反力 固定铰支座反力 A ≠ A 用所学过的知识与方法研究缆车的力学问题 能研究缆车的哪些力学问题？ 若研究这些问题，假设条件是什么？ 建立力学模型。 给出理论分析与计算。 目前不能解决的问题是什么？ 建立安装在门上的一组合叶的力学模型。 1、分析合叶的受力情况并画出门的受力图。 2、为了使门能正常的开关，安装合叶时应注意哪些问题？ §1-3 物体的受力分析和受力图 1、物体的受力分析 确定物体受了几个力，每个力的作用位置和力的作用方向。 2、主动力与被动力 主动力： 促使物体运动或有运动趋势的力，其大小和方向都已知。如重力、水压力等。 被动力： 由主动力引起并随其变化的力，其大小和方向都不知。如约束反力。 3、受力图— 施力物体对研究对象的所有作用力的简图。 4、受力图的画法步骤： （1）取分离体； （2）画出研究对象所受的全部主动力； （3）在存在约束的地方，按约束类型逐一画出约束反力。 注意：（1）二力平衡条件、三力平衡汇交、二力杆的运用； （2）受力分析过程本质上是解除约束过程，因此原约束 在受力图上不能再出现； （3）根据约束类型进行力的标定。 A C B A B C P FA FNB FB F F C B A C B A C B A FB F FA FAx FAy P 例题1 例题2 ? C G B H E G1 A F D G2 例题3 在图示的平面系统中，匀质球A 重G1，借本身重量和摩擦不计的理想滑轮C 和柔绳维持在仰角是?的光滑斜面上，绳的一端挂着重G2的物块B。试分析物块B ,球A和滑轮C的受力情况。 解： 1.物块B的受力图。 B D G2 FD 2.球A的受力图。 A E F G1 FF FE 3.滑轮 C 的受力图。 C FC FE FG I G H B E C A F D 例题4 等腰三角形构架ABC 的顶点 A，B，C 都用铰链连接，底边AC固定，而AB 边的中点D 作用有平行于固定边AC 的力F，如图所示。不计各杆自重，试画出杆AB 和BC 的受力图。 解： 1. 杆 BC 的受力图。 2. 杆 AB 的受力图。 FB FC B C B D A F FAx FAy F’B B D A H F FA F’B A B F 例题5 用力F 拉动碾子以轧平路面,重为G 的碾子受到一石块的阻碍，如图所示。试画出碾子的受力图。 碾子的受力图 解： A B F G FNA FNB A B C G q 例题6 屋架如图所示。A处为固定铰链支座，B处为活动支座搁在光滑的水平面上。已知屋架自重G，在屋架的AC边上承受了垂直于它的均匀分布的风力，单位长度上承受的力为q。试画出屋架的受力图。 屋架的受力图 解： A B C G FAy FAx FB q 胶带构成的约束 F1 F2 （3）链条构成的约束 A B O1 O2 O1 O2 反力特征: 方位— 沿柔性体轴线 指向— 背离被约束物体（受拉） 只限制物体沿柔性体伸长方向的运动。 约束特征： 柔性体约束小结： 2、光滑接触面约束 F F F 齿轮传动 凸轮传动 齿轮的啮合面 FR FR’ 压力角 约束特征： 光滑面约束小结： 只限制物体沿公法线趋向于支承面方向的运动。 反力特征： 方位— 沿接触处的公法线。 指向— 指向被约束物体（受压）。 A B C FNA FNB FNC 公切面 公法线 3. 光滑铰链约束 A B A B F 首都机场候机楼顶棚拱架支座 光滑圆柱形铰链约束特征小结： K 方向不定 约束特征： 只限制物体沿圆柱形径向的运动。不限制其轴向和绕轴的转动运动。 本质上属光滑面约束。 反力特征： 方位— 沿销钉的径向 指向— 指向不定（假定两互相垂直分量） A B A B F A B Fy Fx (1) 固定铰链支座 A A A A FA A FAx FAy (2) 活支铰链（中间铰） C C FCx FCy A B C 曲柄滑块机构 A B C FB2x FB2y B B FB1y FB1x B B 简单铰链 思考：画出铰链B处的受力图？ 铰链约束举例 (3) 向心轴承约束反力 A FAx FAy 轴承 轴 思考题： 机器人的哪些关节是链接铰？ 人体手部的各个关节可简化成何种约束形式？ 4. 滚动支座（辊轴支座或可动铰支座） 滚动支座约束特征小结： 约束特征： 只限制垂直于支承面方向的运动。 反力特征： 方位—通过销钉中心，垂直于支承面。 指向