起重机械驾驶安全技术基础知识浅析.doc

力学基础知识 ? 　　学习力学基础知识的目的在于了解吊索具的受力特点，掌握简单静力计算方法。 ? 第一节 力的性质 ? 　　一、力的概念 ? 　　力的概念是人们在长期的生活和生产实践中经过观察和分析，逐步形成和建立的。当人们用手握、拉、掷、举物体时，由于肌肉紧张而感受到力的作用。这种作用广泛地存在于人与物及物与物之间。例如用手推小车，小车受了“力”的作用，由静止开始运动，用锤子敲打会使烧红的铁块变形等。人们从大量的实践中，形成力的科学概念，即力是物体间相互的机械作用。这种作用一是使物体的机械运动状态发生变化，称为力的外效应；另一个是使物体产生变形，称为力的内效应。 ? 　　二、物体重力 ? 　　物体所受的重力是由于地球的吸引而产生的。重力的方向总是竖直向下的，物体所受重力大小C和物体的质量m成正比，用关系式G＝mg表示。通常，在地球表面附近，f取值为9．8N／kg，表示质量为lkg的物体受到的重力为9．8N。在已知物体的质量时，重力的大小可以根据上述的公式计算出来。 　　例：起吊一质量为5×103kg的物体，其重力为多少? 　　解：根据公式：G＝mg 　　　　　　　　　＝5×103×9．8 　　　　　　　　　＝49×103 (N) 　　答：物体所受重力为49×103N。 　　在国际单位制中，力的单位是牛顿，简称“牛”，符号是“N”。 　　在工程中常冠以词头“kN”、“dan”，读作“千牛”、“十牛”。与以前工程单位制采用的“公斤力(kgf)”的换算关系： 　　1公斤力(kgf)＝9．8牛(N)≈10牛(N) ? 　　三、力的三要素 ? 　　实践证明，力作用在物体上所产生的效果，不但与力的大小和方向有关，而且与力的作用点有关。我们把力的大小、方向和作用点称为力的三要素。改变三要素中任何一个时，力对物体的作用效果也随之改变。 　　例如用手推一物体，如图1所示，若力的大小不同，或施力的作用点不同，或施力的方向不同都会对物体产生不同的作用效果。 图1 力的作用 ?　　在力学中，把具有大小和方向的量称为矢量。因而，力的三要素可以用矢量图(带箭头的线段)表示，如图2所示。 ? 图2 力的矢量图 ? 　　作矢量图时，从力的作用点A起，沿着力的方向画一条与力的大小成比例的线段AB(如用1cm长的线段表示100N的力，那么400N就用4cm长的线段)，再在线段末端月画出箭头，表示力的方向，文字符号用黑体字F表示，并以同一字母非黑体字F表示力的大小，书写时则在表示力的字母F上加一横线表示矢量。 ? 　　四、作用力的反作用定律 ? 　　我们知道，力是一个物体对另一个物体的作用。一个物体受到力的作用，必定有另一个物体对它施加这种作用，那么施力物体是否也同时受到力的作用呢? 　　用手拉弹簧，弹簧受力而伸长，同时手也受到一反方向的力，即弹簧拉手的弹力。船上的人用竹篙抵住河岸，竹篙给河岸一个力，同时河岸也给竹篙一个反向推力，把小船推离河岸。物体A在物体B的平面上运动，如果平面B对物体A有摩擦力，则物体A对平面B也有摩擦力。 　　如图3中，绳索下端吊有一重物，绳索给重物的作用力为了，重力给绳索的反作用力为T′，T和T′等值、相反、共线且分别作用在两个物体上。 ? 图3 力的作用力与反作用力 ? 　　以上事例说明：物体间的作用是相互的。这一对力叫做作用力和反作用力。我们把其中的一个力叫做作用力，另一个就叫做反作用力，它们大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上。 ? 　　五、支承反力和受力图 ? 　　1．支承反力 　　以起重机简图为例，如图4所示。 ? 图4 支承反力 ? 　　当起重机吊起重物后静止不动时，重物在重力作用下而不能下落，因为有起升绳拉住它。起升绳就是重物的支承，吊臂AB是由A处轴销和拉索DE支承的，起重机整体又是由地面支承的。 　　一个构件由另一构件支承，另一构件给这个构件的反作用力叫做支承反力。支承是限制运动的，所以支承反力的方向就和支承所能限制的运动方向相反。不同的支承对物体的作用不同，因此支承反力也不一样，这里只介绍柔索和光滑面支承反力。 　　(1)柔索：起升绳阻止重物下落，它给重物一个支承反力(拉力)，此力沿绳子方向、大小和G的重力相等，如图5所示。 ? 图5 受力图 ? 　　(2)光面支承：图4中(起重机简图)整体起重机用轮子支承在地面上，由于地面支承，轮子不能向下移动，沿垂直方向有N1、N2支承反力，N1、N2的大小等于整个起重机和重物的重力。 　　2．受力图 　　全面地分析结构的约束情况，包括外力、支承反力后，用一个简图清楚地表示出全部受力情况，这个图称为受力图。 　　受力图有整体(见图4)和局部之分，一般可只画所需要的局部受力图。 　　画受力图时，首先确定出研究对象，具体分析已知条件和要求的未知量